Co to jest magnetar?
Magnetar jest rodzajem pozostałości po supernowej; w szczególności gwiazda neutronowa o niezwykle intensywnym polu magnetycznym. Magnetary leżą u podstaw obserwowanych zjawisk astronomicznych, takich jak miękkie repetery gamma i anormalne pulsary rentgenowskie. Napięcia w skorupie magnetara okresowo powodują „trzęsienia gwiazd” i uwalniają promieniowanie elektromagnetyczne w postaci promieni rentgenowskich, wytwarzając impulsy co około dziesięć sekund, które mogą być obserwowane przez astronomów na Ziemi. W nieregularnych i dłuższych odstępach czasu uwalniane są również promienie gamma.
Magnetary powstają, gdy supergiantowi kończy się paliwo jądrowe i zapada się katastrofalnie jak supernowa. Aby wytworzyć się magnetar, gwiazda musi mieć dużą prędkość obrotową i pole magnetyczne przed zapadnięciem się. Dzieje się tak tylko w około 1 na 10 przypadków. W zależności od masy gwiazdy gwiazda neutronowa lub czarna dziura pozostaje jako pozostałość po supernowej.
Jeśli supergiant gwiazda obraca się bardzo szybko, gdy zapada się, i nie jest tak masywna, zapada się w czarną dziurę, to powstaje intensywne naturalne dynamo we wnętrzu powstałej gwiazdy neutronowej. Jeśli gwiazda neutronowa obraca się wystarczająco szybko, aby nadążyć za okresem konwekcji (mniej więcej co dziesięć milisekund), prądy konwekcyjne mogą działać globalnie, przenosząc znaczną ilość energii kinetycznej na pole magnetyczne. Jest to ta sama zasada działania, co generatory elektryczne, które obracają zwinięty drut w obecności pola magnetycznego w celu wytworzenia elektryczności. Uważa się, że większość budowania pola odbywa się w ciągu pierwszych 10 sekund, gdy powstaje gwiazda neutronowa.
Dzięki temu mechanizmowi już i tak niesamowite natężenie pola magnetycznego typowej gwiazdy neutronowej, 10 8 teslas, zostaje podwyższone do 10 11 teslas. Dla porównania, siła pola magnetycznego Ziemi wynosi 30-60 mikroteslas. Pole siły magnetycznej magnesu neodymowego wynosi około 1 tesli, a gęstość energii magnetycznej wynosi 4,0 x 10 5 J / m 3 . Tymczasem magnetar może mieć gęstość energii magnetycznej sięgającą 100 gigateslas, gęstość energii 4,0 x 10 16 J / m 3 , przy gęstości masy E / c 2 > 105 razy większej niż ołów.
Giętące w przestrzeni pole magnetyczne magnetara nie trwa długo w kategoriach astronomicznych - tylko około 10 000 lat, a następnie maleje do średniej gwiazdy neutronowej. W tym momencie ich trzęsienia i emisje promieniowania gamma ochładzają się. Biorąc pod uwagę ich krótkie czasy życia, widzimy tylko około dziewięciu magnetarów w naszej własnej galaktyce.
Pole magnetyczne wytwarzane przez magnetar jest naprawdę zadziwiające. Jego pole magnetyczne jest tak intensywne, że magnetar w odległości 160 000 km (100 000 mil) może zetrzeć każdą kartę kredytową na Ziemi. W odległości mniejszej niż 1000 km magnetar może rozerwać ciało z powodu krótkich fluktuacji magnetycznych w cząsteczkach wody. W pobliżu magnetara, promieniowanie rentgenowskie i inne promieniowanie elektromagnetyczne dzieli się na dwie części lub łączy. Zjawisko to można zaobserwować w krysztale kalcytu i nazywa się dwójłomność. Sama materia jest rozciągnięta: przy sile pola wynoszącej 105 teslas orbital atomowy przekształci się w kształt podobny do cygara. Przy 10 10 teslasach atomy wodoru stają się jak kawałki spaghetti 200 razy węższe niż ich normalne średnice.