(până la 10 11 T). Teoretic, existența magnetarilor a fost prezisă în 1992, iar primele dovezi ale existenței lor reale au fost obținute în 1998 la observarea unei puternice explozii de raze gamma și X de la sursa SGR 1900 + 14 din constelația Eagle. Cu toate acestea, focarul, care a fost observat la 5 martie 1979, este asociat și cu un magnetar. Durata de viață a magnetarilor este de aproximativ 1 milion de ani. Magnetarii au cel mai puternic câmp magnetic din univers.
Descriere
Magnetarii sunt un tip de stea de neutroni slab înțeles datorită faptului că puțini sunt suficient de aproape de Pământ. Magnetarii au aproximativ 20-30 km în diametru, dar majoritatea maselor depășesc masa Soarelui. Magnetarul este atât de comprimat încât un mazăre din materia sa ar cântări peste 100 de milioane de tone. Majoritatea magnetarilor cunoscuți se rotesc foarte repede, cel puțin câteva rotații pe secundă pe o axă. Acestea sunt observate în radiații gamma apropiate de razele X și nu emit radiații radio. Ciclul de viață al unui magnetar este destul de scurt. Câmpurile lor magnetice puternice dispar după aproximativ 10 mii de ani, după care activitatea lor și emisia de raze X încetează. Potrivit uneia dintre ipoteze, până la 30 de milioane de magnetari s-ar fi putut forma în galaxia noastră pe întreaga perioadă a existenței sale. Magnetarii sunt formați din stele masive cu o masă inițială de aproximativ 40 M ☉.
Prima explozie puternică cunoscută cu pulsații ulterioare de radiații gamma a fost înregistrată la 5 martie 1979 în timpul experimentului „Con” efectuat pe sonda spațială Venera 11 și Venera 12 și este considerată prima observație a unui pulsar gamma asociat acum cu un magnetar: 35. Ulterior, astfel de emisii au fost înregistrate de diverși sateliți în și în 2004.
Modelul Magnetar
Dintre cele cinci SGR cunoscute se află în galaxia noastră, altul este în afara acesteia.
Cantitatea de energie care este aruncată într-un foc normal care durează câteva zecimi de secundă este comparabilă cu cantitatea pe care soarele o emite într-un an întreg. Aceste explozii incredibile de energie pot fi cauzate de „cutremure stelare” - procesele de rupere a suprafeței solide (crusta) unei stele de neutroni și eliberarea de fluxuri puternice de protoni din interiorul acesteia, care sunt captate de câmpul magnetic și emit în regiunile gamma și raze X ale spectrului electromagnetic.
Pentru a explica aceste flăcări, a fost propus conceptul de magnetar, o stea de neutroni cu un câmp magnetic extrem de puternic. Dacă o stea de neutroni se naște rotind rapid, atunci efectele combinate ale rotației și convecției, care joacă un rol important în primele câteva secunde ale unei stele de neutroni, pot crea un câmp magnetic puternic printr-un proces complex cunoscut sub numele de „dinam activ” (similar cu modul în care s-a creat un câmp magnetic în interiorul Pământului și al Soarelui). Teoreticienii au fost surprinși că o astfel de dinamă, care funcționează în nucleul fierbinte (~ 10 10 K) al unei stele de neutroni, poate crea un câmp magnetic cu o inducție magnetică de ~ 10 15 G. După răcire (după câteva zeci de secunde), convecția și dinamul încetează să mai funcționeze.
Un alt tip de obiecte care emit radiații puternice cu raze X în timpul exploziilor periodice sunt așa-numitele pulsare anormale cu raze X - AXP (Pulsarii anormali cu raze X). SGR și AXP sunt caracterizate de perioade orbitale mai lungi (2-12 s) decât majoritatea pulsarilor radio convenționali. În prezent, se crede că SGR și AXP reprezintă o singură clasă de obiecte (începând din 2015, sunt cunoscuți aproximativ 20 de reprezentanți ai acestei clase).
Magnari notabili
Unsprezece magnetari erau cunoscuți din martie 2016, alți patru candidați așteaptă confirmarea. Exemple de magnetari celebri:
În septembrie 2008, ESO raportează identificarea a ceea ce se credea inițial un magnetar, SWIFT J195509 + 261406; a fost identificat inițial din explozii de raze gamma (GRB 070610).
Lista completă este dată în catalogul magnetarilor.
Vezi si
Note (editați)
- În literatura modernă de limbă rusă, formele scrisului prin „e” și prin „i” concurează. În literatura populară și în fluxurile de știri, hârtia de urmărire din limba engleză predomină magnetar - « magn e gudron", În timp ce experții au fost înclinați recent să scrie" magn și gudron"(A se vedea, de exemplu, Potekhin A. Yu. Fizica stelelor de neutroni // Uspekhi fizicheskikh nauk, v.180, pp.1279-1304 (2010)). Argumente în favoarea unei astfel de scrieri sunt date, de exemplu, în ancheta de S. B. Popov și M. E. Prokhorov (vezi lista de referințe).
- Întrebări frecvente: Magnetari 10 fapte despre cele mai neobișnuite tipuri de stele de neutroni de la Sergey Popov Magnetii cunoscuți
- Star Hybrid: Pulsar Plus Magnetar - Mecanică populară
- În realitate, o substanță nu poate avea o astfel de densitate cu o masă corporală insuficient de mare. Dacă o parte de mărimea mazării este separată de o stea de neutroni și separată de restul substanței sale, atunci masa rămasă nu va putea menține densitatea anterioară, iar „mazărea” se va extinde exploziv.
- Magnetar (1999) (nespecificat) (link indisponibil)... Adus la 17 decembrie 2007. Arhivat la 14 decembrie 2007.
- „Minim fizic” la începutul secolului XXI Academician Vitaly Lazarevich Ginzburg
- Magnetari, repetori de gamă moi și câmpuri magnetice foarte puternice (nespecificat) ... Robert C. Duncan, Universitatea Texas din Austin (martie 2003). Accesat la 4 august 2009. Arhivat la 27 februarie 2012.
- Câtă masă face o gaură neagră? , SpaceRef, 19.08.2010
- Alexey Ponyatov. Impulsiv // Știință și viață. - 2018. - Nr. 10. - S. 26-37.
- Potekhin A.Y .., De Luca A., Pons J.A. Neutron Stars-Thermal Emitters // Space Science. Rev. : revista. - N.Y .: Springer, 2015. - octombrie (vol. 191, iss. 1). - P. 171-206. - DOI: 10.1007 / s11214-014-0102-2. - arXiv: 1409.7666.
Acest tip de stea este extrem de rar în natură. Nu cu mult timp în urmă, problema descoperirii și originii lor imediate i-a expus pe astrologii învățați la incertitudine. Dar, datorită Telescopului foarte mare (VLT) situat la Observatorul Panama din Chile, aparținând Observatorului Sudic European și, conform datelor colectate cu ajutorul său, astronomii pot acum să creadă în siguranță că au reușit în cele din urmă să rezolve unul dintre numeroasele mistere atât de neînțelese pentru noi spațiul.
După cum sa menționat mai sus în acest articol, magnetarii sunt un tip foarte rar de stele de neutroni, care au o forță extraordinară (sunt cele mai puternice dintre obiectele cunoscute până acum din întregul Univers) ale unui câmp magnetic. Una dintre caracteristicile acestor stele este că au dimensiuni relativ mici și au o densitate incredibilă. Oamenii de știință cred că masa unei singure bucăți din această materie, de mărimea unei bile mici de sticlă, poate ajunge la mai mult de un miliard de tone.
Acest tip de stea se poate forma în momentul în care stelele masive încep să se prăbușească sub influența propriei lor gravitații.
Magnetarii din galaxia noastră
Calea Lactee are aproximativ trei duzini de magnetari. Obiectul, studiat cu Telescopul foarte mare, este situat într-un grup de stele numit Westerlund-1, și anume în partea de sud a constelației Altar, care este situată la doar 16 mii de ani lumină de noi. Steaua, care a devenit acum un magnetar, a fost de aproximativ 40 × 45 de ori mai mare decât Soarele nostru. Această observație a încurcat oamenii de știință: la urma urmei, în opinia lor, stelele de dimensiuni atât de mari ar trebui să se transforme în găuri negre atunci când se prăbușesc.
Cu toate acestea, faptul că steaua a numit anterior CXOU J1664710.2-455216, ca urmare a propriului colaps, sa transformat într-un magnetar, a chinuit astronomii timp de mai mulți ani. Dar totuși, oamenii de știință au presupus că a precedat un fenomen atât de atipic și neobișnuit.
Cluster de stele deschis Westerlund 1. Imaginile arată magnetarul și steaua însoțitoare, smulsă de el de explozie. Sursa: ESO
Mai recent, în 2010, s-a sugerat că magnetarul a apărut ca urmare a interacțiunilor strânse dintre două stele masive. În urma acestei presupuneri, stelele s-au întors unul pe altul, ceea ce a provocat transformarea. Aceste obiecte erau atât de apropiate încât puteau încap cu ușurință într-un spațiu atât de mic precum distanța dintre orbitele Soarelui și ale Pământului.
Dar, până de curând, oamenii de știință care se ocupă de această problemă nu au putut găsi nicio dovadă a coexistenței reciproce și atât de strânse a două stele în modelul propus al unui sistem binar. Dar, cu ajutorul telescopului foarte mare, astronomii au putut studia mai detaliat partea cerului de interes în care există grupuri de stele și au găsit obiecte potrivite a căror viteză este suficient de mare (stele „fugare” sau „fugare”) . Potrivit unei teorii, se crede că astfel de obiecte au fost aruncate de pe orbitele lor native ca o consecință a exploziei de superne care formează magnetare. Și, de fapt, a fost găsită această stea, pe care oamenii de știință l-au numit mai târziu Westerlund 1? 5.
Autorul care a publicat datele cercetării, Ben Ritchie, explică rolul vedetei „alergătoare” găsită după cum urmează:
„Nu numai că steaua pe care am găsit-o are o viteză extraordinară în mișcare, care ar fi putut fi cauzată de o explozie de supernovă, dar pare să fie un tandem al masei sale surprinzător de reduse, a luminozității ridicate și a componentelor sale bogate în carbon. Acest lucru este surprinzător, deoarece aceste calități sunt rareori combinate într-un singur obiect. Toate acestea mărturisesc faptul că Westerlund 1 × 5 s-ar fi putut forma într-adevăr într-un sistem binar. "
Cu datele colectate despre această stea, echipa astronomilor a reconstruit presupusul model al aspectului magnetarului. Conform schemei propuse, rezerva de combustibil a stelei mai mici a fost mai mare decât cea a „însoțitorului” său. Astfel, steaua mică a început să atragă bilele superioare ale celei mari, ceea ce a dus la integrarea unui câmp magnetic puternic.
După ceva timp, obiectul mic a devenit mai mare decât însoțitorul său binar, ceea ce a provocat procesul invers de transfer al straturilor superioare. Potrivit unuia dintre participanții la experiment, Francisco Najarro, aceste acțiuni ale obiectelor studiate seamănă exact cu binecunoscutul joc pentru copii „Treceți la altul”. Scopul jocului este de a înfășura un obiect în mai multe straturi de hârtie și de a-l preda unui cerc de copii. Fiecare participant trebuie să desfășoare un strat al învelișului, în timp ce găsește un bibelou interesant.
În teorie, cea mai mare dintre cele două stele se transformă în cea mai mică și este aruncată din sistemul binar, în momentul în care a doua stea se rotește rapid în jurul axei sale și se transformă într-o supernovă. În această situație, steaua „care rulează”, Westerlund 1 × 5, este a doua stea din perechea binară (poartă toate semnele cunoscute ale procesului descris).
Oamenii de știință care au studiat acest proces interesant, pe baza datelor colectate în timpul experimentului, au ajuns la concluzia că rotația foarte rapidă și transferul de masă între stelele binare este cheia formării stelelor rare de neutroni, cunoscute și sub numele de magnetari.
Videoclip Magnetar:
Ilustrația artistului care arată un magnetar într-un grup stelar foarte bogat și tânăr. Credit și drepturi de autor: ESO / L. Calçada.
Poate credeți că universul este perfect pentru viață. Cu toate acestea, nu este. Aproape întregul Univers este un loc teribil și ostil și am avut norocul că ne-am născut pe o planetă practic inofensivă într-o regiune îndepărtată a Căii Lactee.
Aici pe Pământ poți trăi o viață lungă și fericită, dar există locuri în Univers în care nu vei dura nici măcar câteva secunde. Nimic nu este mai mortal decât obiectele pe care supernele le lasă în urmă: stelele cu neutroni.
După cum știți, stelele cu neutroni se formează atunci când stelele mai masive decât Soarele nostru explodează ca supernove. Când aceste stele mor, ele nu pot rezista gravitației puternice și se prăbușesc la obiecte de câteva zeci de kilometri în diametru. Ca urmare a acestei presiuni enorme, neutronii sunt generați în interiorul obiectului.
În majoritatea cazurilor, primiți stele de neutroni de primul tip - pulsari. Un pulsar este o mică stea de neutroni care se rotește cu o viteză extraordinară, ajungând uneori la câteva sute de rotații pe secundă.
Cu toate acestea, aproximativ una din zece stele de neutroni devine ceva cu adevărat foarte ciudat. Ea devine un magnetar - cel mai misterios și teribil obiect din univers. Probabil că ați auzit acest cuvânt, dar ce este?
După cum am spus, magnetarii sunt stele neutronice formate din explozii de supernove. Dar ce este atât de neobișnuit care se întâmplă în timpul formării lor încât câmpul lor magnetic depășește câmpurile magnetice ale oricăror alte obiecte cu sute, mii și chiar milioane de ori? De fapt, astronomii nu știu exact ce face câmpurile magnetice ale magnetilor atât de puternici.
Impresia artistului despre fuziunea a două stele cu neutroni. Credit și drepturi de autor: Universitatea din Warwick / Mark Garlick.
Conform primei teorii, dacă o stea de neutroni se formează prin rotirea rapidă, atunci lucrarea comună de convecție și rotație, care are o influență dominantă în primele câteva secunde ale existenței unei stele de neutroni, poate duce la formarea unei puternic câmp magnetic. Acest proces este cunoscut oamenilor de știință ca „dinam activ”.
Cu toate acestea, ca urmare a cercetărilor recente, astronomii au propus o a doua teorie a formării magnetarilor. Cercetătorii au descoperit un magnetar care va părăsi galaxia noastră în viitor. Am văzut deja exemple de stele fugare și toate și-au dobândit traiectoria ca urmare a unei explozii de supernova într-un sistem binar. Cu alte cuvinte, acest magnetar făcea parte, de asemenea, dintr-un sistem binar.
Într-un astfel de sistem, două stele orbitează mai aproape una de alta decât Pământul din jurul Soarelui. Este atât de aproape încât materialul din stele poate curge înainte și înapoi. În primul rând, steaua mare începe să se umfle și să transfere materialul către steaua mai mică. Această creștere a masei determină creșterea dimensiunii stelei mai mici și materialul începe să curgă înapoi la prima stea.
În cele din urmă, una dintre stele explodează și aruncă o altă stea din Calea Lactee și o stea neobișnuită de neutroni rămâne la locul exploziei, adică toate aceste interacțiuni binare au transformat steaua de neutroni într-un magnetar. Poate că aceasta este soluția la enigma magnetarului.
Câmpul magnetic al lui Magnetar te va face cu adevărat speriat. Inducția magnetică din centrul Pământului este de aproximativ 25 Gauss, dar pe suprafața planetei nu depășește 0,5 G. O stea neutronică obișnuită are un câmp magnetic cu o inducție magnetică de câteva trilioane de gauss. Magnetarii sunt de 1000 de ori mai puternici decât stelele cu neutroni.
Cutremure stelare care distrug suprafața unei stele de neutroni în viziunea artistului. Credit și drepturi de autor: Darlene McElroy de la LANL. Una dintre cele mai interesante caracteristici ale magnetarilor este că pot experimenta cutremure stelare. Știți că sunt cutremure, dar pe stele vor fi cutremure. Când se formează magnetare, acestea au o carcasă exterioară mai densă. Această „crustă de neutroni” se poate sparge ca plăcile tectonice pe Pământ. Când se întâmplă acest lucru, magnetarul emite un fascicul de radiații pe care îl putem vedea la distanțe mari.
De fapt, cel mai puternic cutremur înregistrat vreodată s-a întâmplat cu un magnetar numit SGR 1806-20, situat la aproximativ 50.000 de ani lumină de Pământ. Într-o zecime de secundă, acest magnetar a eliberat mai multă energie decât a produs Soarele în 100.000 de ani. Și nu a fost nici măcar o explozie a întregului obiect, a fost doar o mică crăpătură pe suprafața magnetarului.
Magnetarii sunt obiecte uimitoare și periculoase. Din fericire, sunt foarte departe și nu trebuie să vă faceți griji cu privire la impactul lor asupra vieții voastre.
Pentru prima dată în lume, o echipă de astronomi a reușit să măsoare câmpul magnetic într-un anumit punct de pe suprafața magnetarului. Magnetarii sunt un tip de stea neutronică, miezul dens și compact al unei stele uriașe, ale cărei straturi exterioare au fost suflate de o explozie de supernovă.
Magnetarii au cel mai puternic câmp magnetic din univers. Până în prezent, au fost măsurate doar câmpurile lor la scară mare, dar cu ajutorul noilor tehnici și observații ale magnetarilor din spectrul de raze X, astronomii au identificat un câmp magnetic puternic localizat în interiorul suprafeței lor.
Câmpul magnetic al unui magnetar are o structură complexă. Cel mai simplu mod este de a detecta și măsura partea sa exterioară, care are o formă și un comportament similar cu un magnet bipolar convențional.
Noua cercetare a fost efectuată pe magnetarul SGR 0418 + 5729. Observațiile acestuia cu telescopul spațial cu raze X XMM-Newton au arătat că în interiorul acestuia este ascunsă o secundă - un câmp magnetic extrem de puternic.
„Acest magnetar are un câmp puternic sub suprafața sa. Cu toate acestea, singura modalitate de a o detecta este de a găsi un spațiu în suprafață prin care câmpul ascuns poate izbucni ”, spune una dintre coautorii studiului, Sylvia Zane.
Astfel de scurgeri magnetice permit, de asemenea, explicarea exploziilor spontane de radiație caracteristice magnetarilor. Câmpul magnetic curbat prins în interiorul stelei acumulează tensiune sub suprafața sa, într-un moment dat străpungând „învelișul” și emițând explozii neașteptate de radiații cu raze X.
Magnetarii sunt prea mici - au doar aproximativ 20 de kilometri în diametru - și sunt îndepărtați pentru a fi vizibili chiar și cu cele mai bune telescoape. Astronomii le observă numai indirect, măsurând variațiile emisiilor de raze X pe măsură ce steaua se rotește.
„SGR 0418 + 5729 circulă o dată la 9 secunde. Am constatat că la un anumit moment al acestei rotații, luminozitatea emisiei de raze X scade brusc. Aceasta înseamnă că ceva dintr-un anumit punct de pe suprafața sa absoarbe radiațiile ”, adaugă co-autorul studiului, Roberto Turolla.
Echipa consideră că concentrația de protoni pe o mică zonă a suprafeței magnetarului - poate de ordinul a câteva sute de metri - absoarbe această radiație. Protonii sunt concentrați într-un volum atât de mic de un câmp magnetic puternic localizat care erup din straturile interioare ale stelei, oferind dovezi puternice că un al doilea câmp magnetic curbat se ascunde în interiorul său.
„Această descoperire uimitoare confirmă, de asemenea, că, în principiu, alți pulsari pot ascunde câmpuri magnetice puternice similare sub suprafața lor. Drept urmare, mulți pulsari pot comuta și pot deveni temporar magnetari activi - și datorită acestui fapt, în viitor, putem deschide mult mai mulți magnetori decât se credea anterior. Acest lucru ne va obliga să ne revizuim în mod semnificativ înțelegerea stelelor cu neutroni ”, spune Zane.
> Magnetari
Descoperi, ce este magnetar: descrierea stelelor de neutroni cu un câmp magnetic puternic, istoria cercetărilor cu o fotografie, vecinul Căii Lactee, câtă energie este emisă.
Deși Universul fascinează cu obiectele sale uimitoare, acest lucru este departe de cel mai prietenos loc. Este nevoie de aproximativ 80-100 de ani pe Pământ pentru a te ucide. Dar există locuri în care vei muri într-o fracțiune de secundă. Așadar, învață magnetari.
Când stelele cu masă superioară explodează, o stea cu neutroni se poate forma în locul lor. Un corp ceresc pe moarte nu mai are suficientă presiune luminoasă pentru a se ține de gravitație. Forța este atât de puternică încât protonii și electronii sunt împinși în spațiu, formând neutroni. Și ce avem? Neutroni! Masă solidă de neutroni.
Dacă s-a format o stea de neutroni, atunci obținem. Masa acumulată anterior este comprimată la dimensiunea unei mici „bile” care se rotește de o sută de ori pe secundă. Dar acesta nu este cel mai ciudat lucru. Dintre cele zece stele de neutroni care apar, există întotdeauna una destul de ciudată, care se numește magnetar... Acestea sunt stele de neutroni care au apărut din supernove. Dar în procesul de formare, se întâmplă lucruri neobișnuite. Ce anume? Câmpul magnetic devine atât de intens încât oamenii de știință nu își pot da seama de unde provine.
Unii speculează că atunci când rotația, temperatura și câmpul magnetic al unei stele de neutroni converg într-un punct perfect, ajungeți la o dinamă care amplifică câmpul magnetic de 1.000 de ori.
Dar descoperirile recente au oferit mai multe indicii. Oamenii de știință au găsit un magnetar care se îndepărta de el. Am reușit deja să observăm obiecte similare, când o stea din sistem explodează sub forma unei supernove. Adică făcea parte dintr-un sistem binar.
În timpul parteneriatului, obiectele s-au rotit una lângă alta (mai aproape de distanța Pământ-Soare). Această distanță a fost suficientă pentru a face schimb de materiale. O stea mare a început să moară mai întâi, dându-i masa uneia mai mici. Acest lucru l-a făcut să se învârtă și să dea masa înapoi. Drept urmare, cea mai mică explodează ca o supernovă, aruncând-o pe a doua pe o nouă traiectorie. În loc să formăm o stea neutronică, avem un magnetar.
Puterea câmpului magnetic observat este pur și simplu copleșitoare! Pe Pământ este nevoie de 25 gauss, iar la suprafață experimentăm doar mai puțin de 0,5 gauss. O stea de neutroni are un trilion de gauss, dar magnetarii depășesc această marcă de 1000 de ori!
Ce s-ar întâmpla dacă ai fi acolo? Ei bine, în termen de 1000 km, câmpul magnetic este atât de puternic încât te-ar sfâșia la nivel atomic. Ideea este că atomii înșiși sunt deformați și nu vă mai pot susține forma.
Dar nu ați înțelege nimic, deoarece ați murit din cauza radiațiilor intense și a particulelor mortale ale unui obiect dintr-un câmp magnetic.
O altă unicitate a magnetarilor este că sunt capabili să aibă un cutremur (scuturare). Seamănă cu cel pământesc, dar are loc pe o stea. O stea de neutroni are o crustă exterioară care se poate sparge, asemănătoare mișcării plăcilor tectonice ale Pământului. Acest lucru se întâmplă dacă magnetarul creează o explozie.
Cel mai puternic eveniment s-a întâmplat cu obiectul SGR 1806-20, situat la 50.000 de ani lumină distanță. În 1/10 dintr-o secundă, unul dintre cutremure a creat mai multă energie decât Soarele în 100.000 de ani. Și aceasta nu este o supernovă, ci doar o crăpătură la suprafață!
Din fericire pentru noi, aceste obiecte cu adevărat ucigașe sunt departe și nu există nicio șansă ca acestea să se apropie. Pentru a afla mai multe despre magnetare și pentru a afla mai multe informații interesante, vizionați videoclipul.
Magnetari
Astrofizicianul Serghei Popov pe explozii de raze gamma, câmpuri magnetice puternice și pulsare cu raze X:
Magnetari „ascunși”
Astrofizicianul Serghei Popov despre magnetari, explozii de supernove și câmpul magnetic al stelelor:
