Wat is een magnetar?
Een magnetar is een soort supernovarestant; specifiek, een neutronenster met een extreem intens magnetisch veld. Magnetars liggen ten grondslag aan waargenomen astronomische fenomenen zoals zachte gamma-repeaters en abnormale röntgenpulsars. Spanningen in de korst van de magnetar veroorzaken periodiek "starquakes" en geven elektromagnetische straling af in de vorm van röntgenstralen, die pulsen produceren om de tien seconden die door astronomen op aarde kunnen worden waargenomen. Met onregelmatige en langere intervallen komen ook gammastralen vrij.
Magnetars worden gemaakt wanneer een superreusachtige ster op raakt van nucleaire brandstof en catastrofaal instort als een supernova. Voor het produceren van een magnetar moet de ster een hoge rotatiesnelheid en magnetisch veld hebben voorafgaand aan het instorten. Dit gebeurt slechts in ongeveer 1 op de 10 gevallen. Afhankelijk van de massa van de ster, blijft een neutronenster of zwart gat over als het overblijfsel van de supernova.
Als de superreus ster heel snel roteert terwijl hij instort, en hij is niet zo massief, stort hij in een zwart gat, een intense natuurlijke dynamo wordt gecreëerd in het interieur van de resulterende neutronenster. Als de neutronenster snel genoeg roteert om de convectieperiode bij te houden (ongeveer elke tien milliseconden), kunnen convectiestromen globaal werken en een aanzienlijke hoeveelheid kinetische energie overbrengen naar een magnetisch veld. Dit is hetzelfde werkingsprincipe als elektrische generatoren, die een opgerolde draad roteren in de aanwezigheid van een magnetisch veld om elektriciteit op te wekken. Er wordt gedacht dat het grootste deel van het veld wordt opgebouwd in de eerste 10 seconden dat de neutronenster wordt gemaakt.
Door dit mechanisme wordt de toch al geweldige magnetische veldsterkte van een typische neutronenster, 108 teslas, opgevoerd tot wel 10 11 teslas. Ter vergelijking: de magnetische veldsterkte van de aarde is 30-60 microtesla. Het magnetische krachtveld van een neodymiummagneet is ongeveer 1 tesla, met een magnetische energiedichtheid van 4,0 x 105 J / m3. Ondertussen kan een magnetar een magnetische energiedichtheid hebben die zo hoog is als 100 gigateslas, een energiedichtheid van 4,0 x 10 16 J / m 3 , met een E / c 2 -massadichtheid> 105 5 keer die van lood.
Het ruimtebuigende magnetische veld van een magnetar duurt niet lang in astronomische termen - slechts ongeveer 10.000 jaar, dan daalt het tot dat van een gemiddelde neutronenster. Op dit punt koelen hun starquakes en gammastralingsemissiegedrag af. Gezien hun korte levensduur, zien we slechts ongeveer negen magnetars in ons eigen sterrenstelsel.
Het magnetische veld dat wordt gegenereerd door een magnetar is werkelijk verbijsterend. Het magnetische veld is zo intens, een magnetisch afstand van 160.000 km (100.000 mijl) kan elke creditcard op aarde wissen. Op minder dan 1.000 km afstand kon de magnetar vlees uit elkaar scheuren, vanwege de korte magnetische fluctuaties in zijn watermoleculen. Dicht bij de magnetar splitsen röntgenstralen en andere elektromagnetische straling zich in tweeën of gaan samen. Dit fenomeen kan worden waargenomen in een calcietkristal en wordt dubbele breking genoemd. De materie zelf is uitgerekt: in een veldsterkte van 105 tesla vervormt een atomaire baan tot een vorm die enigszins lijkt op sigaren. Bij 10 10 teslas worden waterstofatomen 200 keer smaller als spaghetti dan hun normale diameters.