Was ist ein Magnetar?
Ein Magnetar ist eine Art Supernova-Überrest; speziell ein Neutronenstern mit einem extrem starken Magnetfeld. Magnetare liegen beobachteten astronomischen Phänomenen wie weichen Gamma-Repeatern und anomalen Röntgenpulsaren zugrunde. Spannungen in der Kruste des Magneten verursachen periodisch "Sternbeben" und setzen elektromagnetische Strahlung in Form von Röntgenstrahlen frei, die etwa alle zehn Sekunden Impulse erzeugen, die von Astronomen auf der Erde beobachtet werden können. In unregelmäßigen und längeren Abständen werden auch Gammastrahlen freigesetzt.
Magnetare entstehen, wenn einem übergroßen Stern der Kernbrennstoff ausgeht und er als Supernova katastrophal zusammenbricht. Damit ein Magnetar erzeugt werden kann, muss der Stern vor dem Zusammenbruch eine hohe Rotationsgeschwindigkeit und ein hohes Magnetfeld aufweisen. Dies kommt nur in etwa 1 von 10 Fällen vor. Je nach Masse des Sterns verbleibt ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch als Überrest der Supernova.
Wenn sich der übergroße Stern beim Kollabieren sehr schnell dreht und nicht so massiv ist, kollabiert er in ein Schwarzes Loch. Im Inneren des resultierenden Neutronensterns entsteht ein intensiver natürlicher Dynamo. Wenn sich der Neutronenstern schnell genug dreht, um mit der Konvektionsperiode Schritt zu halten (etwa alle zehn Millisekunden), können Konvektionsströme global arbeiten und eine erhebliche Menge kinetischer Energie in ein Magnetfeld übertragen. Dies ist das gleiche Funktionsprinzip wie bei elektrischen Generatoren, bei denen ein gewickelter Draht bei Vorhandensein eines Magnetfelds gedreht wird, um Elektrizität zu erzeugen. Es wird angenommen, dass der größte Teil des Feldaufbaus in den ersten 10 Sekunden erfolgt, in denen der Neutronenstern erzeugt wird.
Durch diesen Mechanismus wird die ohnehin schon beeindruckende Magnetfeldstärke eines typischen Neutronensterns, 10 8 Teslas, auf 10 11 Teslas angehoben. Zum Vergleich: Die Magnetfeldstärke der Erde beträgt 30-60 Mikroteslas. Das Magnetfeld eines Neodym-Magneten beträgt etwa 1 Tesla bei einer magnetischen Energiedichte von 4,0 x 10 5 J / m 3 . In der Zwischenzeit kann ein Magnetar eine magnetische Energiedichte von bis zu 100 Gigateslas, eine Energiedichte von 4,0 · 10¹ & sup6; J / m³ und eine E / c & sub2; -Massendichte> 10 & sup5;
Das raumbeugende Magnetfeld eines Magneten hält astronomisch gesehen nicht lange an - nur etwa 10.000 Jahre, dann sinkt es auf das eines durchschnittlichen Neutronensterns. Zu diesem Zeitpunkt kühlen sich ihr Sternbeben- und Gammastrahlen-Emissionsverhalten ab. Aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer sehen wir in unserer eigenen Galaxie nur etwa neun Magnetare.
Das von einem Magnetar erzeugte Magnetfeld ist wirklich umwerfend. Das Magnetfeld ist so stark, dass ein Magnetar in einer Entfernung von 160.000 km jede Kreditkarte auf der Erde abwischen könnte. In weniger als 1.000 km Entfernung kann der Magnetar aufgrund der kurzen magnetischen Schwankungen in seinen Wassermolekülen Fleisch zerreißen. In der Nähe des Magnetars teilen sich Röntgenstrahlen und andere elektromagnetische Strahlung in zwei Teile oder gehen ineinander über. Dieses Phänomen kann in einem Calcitkristall beobachtet werden und wird Doppelbrechung genannt. Die Materie selbst ist gestreckt: Bei einer Feldstärke von 10 5 Teslas verformt sich ein Atomorbital in eine Form, die Zigarren ähnelt. Bei 10 10 Teslas werden Wasserstoffatome zu Spaghetti-Stücken, die 200-mal enger sind als ihre normalen Durchmesser.