Magnetar

Magnetar: umjetnička vizija, sa prikazanim linijama magnetnog polja

Magnetar je neutronska zvijezda sa izuzetno jakim magnetskim poljem, čiji raspad napaja emisiju ogromne količine visoko-energetskog elektromagnetnog zračenja, naročito X i gama zraka. Teoriju u vezi sa ovim objektima su formulisali Robert Duncan i Christopher Thompson godine 1992.

Prvi registrovani zapis eksplozije gama zraka, za koje se smatra da potiču od magnetara, su detektovani 5. marta 1979.^[1] U sljedećoj dekadi, hipoteza o postojanju magnetara postala je široko prihvaćena kao moguće fizičko objašnjenje za opažene kosmičke objekte poznate kao mehki gama ponavljači i anomalni pulsari x-zraka.

Nastanak

Sažimanje zvijezde do neutronske zvijezde u supernovoj, dovodi do dramatičnog porasta magnetnog polja (dvostuko smanjenje linearne dimenzije dovodi do četvorostrukog porasta magnetnog polja). Duncan i Thompson su izračunali da magnetsko polje neutronske zvijezde, normalno već ogromno 108 tesla može pod izvjesnim uslovima da dostigne 1011 tesla. I tako nastaje magnetar.

Procjenjuje se da jedna supernova od svakih deset postane magnetar, a ne 'obična' neutronska zvijezda ili pulsar. To se dešava kada zvijezda, prije supernove, već brzo rotira i posjeduje jače magnetno polje. Misli se da magnetarovo magnetno polje izaziva konvekcija vrele nuklearne materije u unutrašnjosti neutronske zvijezde u prvih desetak sekundi od njenog nastanka.

Dominantna teorija jakih polja magnetara je da je to rezultat magnetohidrodinamičkog dinamo procesa u turbulentnoj, izuzetno gustoj provodljivoj tekućini koja postoji prije nego što se neutronska zvijezda smjesti u svoju ravnotežnu konfiguraciju.^[2] Ova polja tada opstaju zbog upornih struja u proton-superprovodnik fazi materije koja postoji na srednjoj dubini unutar neutronske zvijezde (gdje neutroni prevladavaju po masi). Sličan magnetohidrodinamički dinamo proces proizvodi još intenzivnija prolazna polja tokom koalescencije parova neutronskih zvijezda.^[3] Ali druga teorija je da su oni jednostavno rezultat kolapsa zvijezda s neobično jakim magnetnim poljima.^[4]

Umjetnička koncepcija moćnog magnetara u zvjezdanom jatu

Kratko vrijeme života

U vanjskim slojevima magnetara, koji se sastoje od plazme teških elemenata (uglavnom željeza), mogu da se jave naponi koji dovode do zvjezdanih seizmičkih potresa. Te seizmičke vibracije su ogromnih energija, što se ispoljava kroz pulseve gama- i h-zračenja. Astronomi te objekte nazivaju mehki gama ponavljači.

Život magnetara kao mekanog gama ponavljača je kratak: zvjezdani potresi izazivaju izbacivanje ogromne količine energije i materije. Radijalno izbačena materija sa sobom odnosi i ugaoni moment, što dovodi do usporavanja rotacije. Magnetari gube rotacionu brzinu mnogo brže nego druge neutronske zvijezde što se pripisuje njihovom jačem magnetskom polju. Sa druge strane, sa usporavanjem rotacije slabi i magnetsko polje, i zvjezdani potresi isčezavaju nakon desetak hiljada godina. Nakon toga zvijezda i dalje zrači, i astronomi je tada zovu anomalni pulsar х-zraka. Nakon sljedećih desetak hiljada godina zvijezda potpuno utihne. Zvjezdotresi su detonacije ogromnih razmjera, i neki su direkto bili zabilježeni kao onaj SGR 1806-20 27. decembra, 2004. Poboljšanjem tehničkih osobina teleskopa očekuje se da će ih biti opaženo još više.

Poznati magnetari

• SGR 1806-20, na 50.000 svjetlosnih godina od Zemlje prema udaljenijem kraju naše galaksije u sazvježđu Strijelca (Sagittarius).
• 1E 1048.1-5937, na 9.000 svjetlosnih godina od Zemlje u sazvježđu Pramca (Carina). Prvobitna zvijezda iz koje je magnetar nastao bila je mase 30-40 puta veće od mase Sunca.

Do decembra 2004., bila su poznata 4 mehka gama ponavljača i 5 anomalnih pulsara kao i 4 nepotvrđena kandidata.

Efekti superjakog magnetskog polja

Superjaka magnetna polja bi tako izobličila elektronske orbitale u atomima da bi potpuno promijenila cjelokupnu hemiju, a pitanje je da li bi uopće mogle da postoje hemijske veze pod tim uslovima.

Tipovi neutronskih zvijezda (24. juna 2020.)

Također pogledajte

• Crna rupa
• Neutronska zvijezda
• Pulsar

Reference

• "Origin of magnetars", CNN, 2. februar 2005.. (sa en wiki)
• "The Brightest Blast", Sky and Telescope, 18. februar 2005.. (sa en wiki)

1. "Arhivirana kopija" (PDF). Arhivirano s originala (PDF), 11. 6. 2007. Pristupljeno 12. 3. 2014.
2. Thompson, Christopher; Duncan, Robert C. (1993). "Neutron Star Dynamos and the Origins of Pulsar Magnetism". Astrophysical Journal. 408: 194–217.
3. Price, Daniel J.; Rosswog, Stephan (maj 2006). "Producing Ultrastrong Magnetic Fields in Neutron Star Mergers". Science. 312 (5774): 719–722. arXiv:astro-ph/0603845. Bibcode:2006Sci...312..719P. doi:10.1126/science.1125201. PMID 16574823. Arhivirano s originala, 17. 7. 2018. Pristupljeno 13. 7. 2012.
4. Zhou, Ping; Vink, Jacco; Safi-Harb, Samar; Miceli, Marco (septembar 2019). "Spatially resolved X-ray study of supernova remnants that host magnetars: Implication of their fossil field origin". Astronomy & Astrophysics. 629 (A51): 12. arXiv:1909.01922. Bibcode:2019A&A...629A..51Z. doi:10.1051/0004-6361/201936002.

Vanjski linkovi

• Audiosnimak (i animacija) Arhivirano 31. 8. 2007. na Wayback Machine magnetara XTE J1810-197.
• Creation of magnetars solved (Riješeno kreiranje magnetara) Formirana kada najveća zvijezda eksplodira
• NASA: "Magnetar" discovery solves 19-year-old mystery (NASA: otkriće "magnetara" rješava 19 godina staru misteriju) Citat: "...sugeriše jačinu magnetnog polja od oko 800 triliona [g]aussa...").
• Robert C. Duncan, University of Texas at Austin: 'Magnetars', Soft Gamma Repeaters & Very Strong Magnetic Fields
• NASA Astrophysics Data System (ADS): Duncan & Thompson, Ap.J. 392, L9) 1992
• NASA Astrophysics Data System (ADS): Katz, J. I., Ap.J. 260, 371 (1982)
• NASA ADS, 1999: Discovery of a Magnetar Associated with the Soft Gamma Repeater SGR 1900+14
• Chryssa Kouveliotou, Robert C. Duncan, and Christopher Thompson, "Magnetars," Scientific American, Feb. 2003, pp. 34-41 "Magnetari" (en) Arhivirano 25. 12. 2010. na Wayback Machine (PDF)
• Robert C. Duncan and Christopher Thompson (10. 6. 1992). "Formation of Very Strongly Magnetized Neutron Stars: Implications for Gamma-Ray Bursts". Astronomical Journal. 392 (1): L9–L13. Bibcode:1992ApJ...392L...9D. doi:10.1086/186413.
• Strange Pulsing Star Puzzles Astronomers - Nađen magnetar koji emituje radio talase, nasuprot prethodnim teorijama.
• 04/04/07: X-ray Satellites Catch Magnetar in Gigantic Stellar 'Hiccup'
• "Magnetars" (Konferencijski rad o formiranju magnetara, napisan u martu 1995., sugeriše da su AXP-ovi magnetari (AXP je nepravilni pulsar x-zraka).)