Википедија

Магнетар

Магнетар ― вид на неутронска ѕвезда со исклучително моќно магнетно поле (~109 до 1011 T, ~1013 до 1015 G).[1] Распаѓањето на магнетното поле ја поттикнува емисијата на високо-енергетско електромагнетно зрачење, особено на рендгенски зраци и гама-зраци.[2]

Уметничко толкување на магнетар, со линии на магнетно поле.
Уметничко толкување за моќен магнетар во ѕвездено јато.

Постоењето на магнетари било предложено во 1992 година од Роберт Данкан и Кристофер Томпсон.[3] Нивниот предлог се обидел да ги објасни својствата на минливите извори на гама-зраците, сега познати како меки гама-повторувачи.[4][5] Во текот на следната деценија, магнетарната хипотеза стана широко прифатена и била проширена за да ги објасни аномалните пулсари на рендгенски зраци. Согласно јули 2021 година, потврдени се 24 магнетари.[6]

Претпоставувано е дека магнетарите се извор на брзи радиоизблици, особено како резултат на наодите во 2020 година од научниците кои го користеле радио телескопот наречен Австралиски низен патонаоѓач на квадратен километар (АНПКК/ASKAP).[7]

Опис

уреди

Како и другите неутронски ѕвезди, магнетарите се околу 20 km во пречник и имаат маса од околу 1,4 сончеви маси. Тие се настанати со колапс на ѕвезда со маса 10-25 пати поголема од Сонцето. Густината на внатрешноста на магнетар е таква што една лажица од неговата супстанција би имала маса од над 100 милиони тони.[2] Магнетарите се разликуваат од другите неутронски ѕвезди со тоа што имаат уште посилни магнетни полиња и со тоа што вртат побавно во споредба. Повеќето набљудувани магнетари се вртат еднаш на секои две до десет секунди,[8] додека вообичаените неутронски ѕвезди, набљудувани како радио пулсари, ротираат од еден до десет пати во секунда.[9] Магнетното поле на еден магнетар предизвикува многу силни и карактеристични изблици на рендгенски зраци и гама-зраци. Активниот живот на магнетар е краток во споредба со другите небесни тела. Нивните силни магнетни полиња се распаѓаат по околу 10.000 години, по што активноста и силната емисија на рендгенски зраци престануваат. Со оглед на бројот на магнетри што може да бидат набљудувани денес, една проценка вели дека бројот на неактивни магнетари на Млечниот Пат е 30 милиони или повеќе.[8]

Ѕвездените земјотреси активирани на површината на магнетар го нарушуваат магнетното поле што го опфаќа, честопати доведувајќи до крајно моќни емисии од блесоци на гама-зраци кои биле забележани на Земјата во 1979, 1998 и 2004 година.[10]

 
Типови на неутронски ѕвезди (24 јуни 2020 година)

Магнетно поле

уреди
 
Магнетар (уметничко толкување).

Магнетарите се карактеризираат со нивните исклучително моќни магнетни полиња од ~109 до 1011 Т.[6] Овие магнетни полиња се сто милиони пати посилни од кој било магнет создаден од човекот,[11] и околу трилион пати помоќни од полето што ја опкружува Земјата.[12] Земјата има геомагнетно поле од 30-60 микротесли, а неодиумскиот магнет има поле од околу 1,25 тесли, со густина на магнетна енергија од 4,0 × 10 5 J/m3. Спротивно на тоа, полето на магнетар од 1010 тесли, има енергетска густина од 4,0, со E/c2 масена густина повеќе од 10.000 пати поголема од онаа на оловото. Магнетното поле на еден магнетар би било смртоносно дури и на растојание од 1.000 км поради силното магнетно поле што ги искривува електронските облаци на составните атоми на субјектот, што ја прави невозможна хемијата за одржување на животот.[13] На растојание од половина пат од Земјата до Месечината, просечното растојание помеѓу Земјата и Месечината е 384,400 км, магнетар може да ги избрише информациите од магнетните ленти на сите кредитни картички на Земјата.[14] Согласно 2020 година, тие се најмоќните магнетни тела откриени во универзумот.[10][15]

Како што е опишано во насловната приказна на списанието Scientific American од февруари 2003 година, извонредни работи се случуваат во магнетно поле со магнетна сила. Рендгенските фотони лесно да се делат на два или да се спојуваат. Самиот вакуум е поларизиран, станува силно дволомен, како кристал од калцит.[4] Атомите се разобличени во долги цилиндри потенки од квантно-релативистичката де Броглиева бранова должина на еден електрон.[4] Во поле од околу 105 тесли, атомските орбитали се разоблучуваат во облик на прачка. На 1010 тесли, атомот на водород станува 200 пати потесен од неговиот нормален пречник.[4]

Потекло на магнетните полиња

уреди

Доминантниот модел на силните полиња на магнетарите е тоа што е резултат на постапката на магнетохидродинамичното динамо во турбулентната, исклучително густа спроводлива флуид што постои пред неутронската ѕвезда да биде сместена во нејзината рамнотежна конфигурација.[16] Овие полиња потоа опстојуваат поради постојаните струи во фазата на материјата протон-надпроводник што постои на средна длабочина во неутронската ѕвезда (каде што неутроните преовладуваат по маса). Слична постапка на магнетохидродинамичко динамо произведува уште поинтензивни минливи полиња за време на спојување на парови неутронски ѕвезди.[17] Алтернативен модел е тоа што тие едноставно произлегуваат од колапс на ѕвезди со невообичаено силни магнетни полиња.[18]

Настанување

уреди
 
Магнетарот SGR 1900+14 (во средина на сликата) покажува околен прстен од гас со ширина од 7 светлосни години во инфрацрвена светлина, како што го гледа вселенскиот телескоп „Спицер“. Самиот магнетар не е видлив на оваа бранова должина, но е виден во рендгенската светлина.

Во една супернова, ѕвездата колабира во неутронска ѕвезда, а нејзиното магнетно поле драстично се зголемува во силата преку зачувување на магнетниот тек. Преполовувањето на линеарната димензија ја зголемува јачината на магнетното поле четири пати. Данкан и Томпсон пресметале дека кога вртењето, температурата и магнетното поле на новонастанатата неутронска ѕвезда ќе падне во вистинскиот опсег, може да дејствува динамо механизам, претворајќи ја топлината и вртежната енергија во магнетна енергија и зголемувајќи го магнетното поле, нормално веќе огромни 108 тесли, до повеќе од 1011 тесли (или 1015 гауси). Резултатот е магнетар.[19] Проценувано е дека околу една од десет експлозии на супернова резултира со магнетар наместо постандардна неутронска ѕвезда или пулсар.[20]

Откритие од 1979 година

уреди

На 5 март 1979 година, неколку месеци по успешното спуштање на слетувачи во атмосферата на Венера, двете бесекипажни советски вселенски сонди Венера 11 и 12, тогаш во хелиоцентрична орбита, биле погодени од експлозија на гама-зрачење приближно во 10:51 EST. Овој допир ги зголемил отчитувањата на зрачењето на двете сонди од нормални 100 броења во секунда на над 200.000 броења во секунда за само дел од милисекунда.[4]

Единаесет секунди подоцна, Хелиос 2, сонда на НАСА, и самата во орбитата околу Сонцето, била заситена од зрачниот наплив. Наскоро ја погодила Венера, каде што забележувачите на Пионерскиот орбитувач на Венера биле совладани од бранот. Набргу потоа, гама-зраците ги преплавиле забележувачите на три сателити Вела при Министерство за одбрана на Соединетите Држави, советскиот сателит Прогноз 7 и Ајнштајновата набљудувачница, сите кружејќи околу Земјата. Пред да излезта од Сончевиот Систем, зрачењето било откриено од страна на Меѓународниот истражувач на Сонце-Земја во ореолската орбита.[4]

Ова бил најсилниот бран на дополнителни сончеви гама-зраци некогаш откриени со над 100 пати поинтензивен од кој било претходно познат изблик. Со оглед на брзината на светлината и нејзиното откривање од страна на неколку широко распространети вселенски летала, изворот на гама-зрачењето може да биде триаголирано со точност од приближно 2 лачни секунди.[21] Насоката на изворот одговара со остатоците од ѕвезда која станала супернова околу 3000 година п.н.е. Била во Големиот Магеланов Облак и изворот бил именуван SGR 0525-66; самиот настан бил именуван GRB 790305b, првиот забележан голем блесок на мек гама-повторувач.

Неодамнешни откритија

уреди
 
Уметничко толкување за експлозија на гама-зраци и супернова напојувана од магнетар.[22]

На 21 февруари 2008 година, било објавено дека НАСА и истражувачите од Мекгиловиот универзитет откриле неутронска ѕвезда со својства на радио пулсар која емитувала изблици на магнетна енергија, како магнетар. Ова наведува дека магнетарите не се само редок тип на пулсар, туку може да бидат (евентуално повратна) фаза во животот на некои пулсари.[23] На 24 септември 2008 година, Европската јужна набљудувачница го најавила, како што утврдила, првиот оптички активен магнетар-кандидат до сега откриен, користејќи го Многу големиот телескоп на ЕЈН. Новооткриеното тело било означен како SWIFT J195509+261406. На 1 септември 2014 година, ЕВА објавила вест за магнетар блиску до остатокот од супернова Кестевен 79. Астрономите од Европа и НР Кина го открија овој магнетар, именуван 3XMM J185246.6+003317, во 2013 година, гледајќи ги сликите направени во 2008 и 2009 година.[24] Во 2013 година, откриен е магнетар PSR J1745−2900, кој кружи околу црната дупка во системот Стрелец А*. Ова тело обезбедува вредна алатка за проучување на јонизираната меѓуѕвездена средина кон Галактичкото Средиште. Во 2018 година, привремениот резултат од спојувањето на две неутронски ѕвезди било утврдено дека е хипермасивен магнетар, кој набргу пропаднал во црна дупка.[25]

Во април 2020 година, била предложена можната врска помеѓу брзите радио изблици и магнетарите, врз основа на набљудувањата на SGR 1935+2154, веројатен магнетар сместен во галаксијата Млечен Пат.[26][27][28][29][30]

Познати магнетари

уреди
 
На 27 декември 2004 година, изблик на гама-зраци од SGR 1806−20 поминал низ Сончевиот Систем (прикажано е уметничко толкување). Експлозијата била толку силна што имал ефекти врз атмосферата на Земјата, на опсег од околу 50.000 светлосни години.

Согласно јули 2024 година, 24 магнетари се познати, со уште шест кандидати кои чекаат потврда.[6] Целосен список е даден во Мекгиловиот семрежен каталог на меки гама-повторувачи/аномални рендгенски пулсари..[6] Примери на познати магнетари се:

  • SGR 0525−66, во Големиот Магеланов Облак, сместен околу 163,000 светлосни години од Земјата, прв кој бил пронајден (во 1979 година)
  • SGR 1806−20, сместен 50,000 светлосни години од Земјата, на далечната страна на Млечниот Пат, во соѕвездието Стрелец и најмагнетизираното познато тело.
  • SGR 1900+14, сместен 20,000 светлосни години во соѕвездието Орел. После долг период со ниски емисии (значајни избувнувања само во 1979 и 1993 година) тој станал активен во мај-август 1998 година, а избувнувањето откриено на 27 август 1998 година, имал доволна моќ да го присили NEAR Шумејкер да се исклучи за да биде спречено оштетување и да ги засити инструментите BeppoSAX, Ветер и RXTE. На 29 мај 2008, Вселенскиот телескоп Спицер на НАСА, откриле прстен од материја околу овој магнетар. Сметано е дека овој прстен настанал во 1998 година.[31]
  • SGR 0501+4516 бил откриен на 22 август 2008.[32]
  • 1E 1048.1−5937, сместен 9,000 светлосни години во соѕвездието Кобилица. Првобитната ѕвезда, од која настанал магнетар, имала маса од 30 до 40 пати поголема од Сонцето.
  • Согласно 2008 година, Европска јужна набљудувачница известува за идентификација на тело кој првично го идентификувала како магнетар, SWIFT J195509+261406, првично идентификуван од гама-изблик (GRB 070610).[33]
  • CXO J164710.2-455216, сместен во масивното галактичко јато Вестерлунд 1, која настанала од ѕвезда со маса поголема од 40 сончеви маси.[34][35][36]
  • SWIFT J1822.3 Star-1606 откриена на 14 јули 2011 година од италијански и шпански истражувачи на Шпанскиот национален истражувачки совет во Мадрид и Каталонија. Овој магнетар спротивно на предвидувањата има ниско надворешно магнетно поле и може да биде младо дури половина милион години.[37]
  • 3XMM J185246.6+003317, откриен од меѓународниот тим на астрономи, гледајќи ги податоците од рендгенскиот телескоп XMM-Њутн на Европската вселенска агенција.[38]
  • SGR 1935+2154, емитувал пар светлечки радиоизблици на 28 април 2020 година. Имало шпекулации дека ова може да се галактички примери на брзи радиоизблици.
  • Свифт J1818.0-1607, рендгенски изблик откриен во март 2020 година, е еден од петте познати магнетари кои се исто така радио пулсари. До моментот на откривање, можеби е стар само 240 години.[39][40]
Магнетар- SGR J1745-2900
 
Магнетар пронајден многу блиску до супермасивна црна дупка, Стрелец A*, во средиштето на галаксијата Млечен Пат.
Magnetar found very close to the supermassive black hole, Sagittarius A*, at the center of the Milky Way galaxy

Светли супернови

уреди

Сметано е дека невообичаено светлите супернови се резултат на смртта на многу големи ѕвезди како супернови со парна нестабилност (или супернови со пулсирачна парна нестабилност). Сепак, неодамнешното истражување на астрономите[41][42] претпоставува дека енергијата ослободена од новонастанатите магнети во околните остатоци од супернова може да биде одговорна за некои од најсветлите супернови, како што се SN 2005ap и SN 2008es.[43][44][45]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ Kaspi, Victoria M.; Beloborodov, Andrei M. (2017). „Magnetars“. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 55 (1): 261–301. arXiv:1703.00068. Bibcode:2017ARA&A..55..261K. doi:10.1146/annurev-astro-081915-023329.
  2. ↑ 2,0 2,1 Ward; Brownlee, стр. 286
  3. ↑ Duncan, Robert C.; Thompson, Christopher (1992). „Formation of Very Strongly Magnetized Neutron Stars: Implications for Gamma-Ray Bursts“. Astrophysical Journal Letters. 392: L9. Bibcode:1992ApJ...392L...9D. doi:10.1086/186413.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (февруари 2003). "Magnetars". Scientific American; стр. 41.
  5. ↑ Thompson, Christopher; Duncan, Robert C. (јули 1995). „The soft gamma repeaters as very strongly magnetized neutron stars - I. radiative mechanisms for outbursts“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 275 (2): 255–300. Bibcode:1995MNRAS.275..255T. doi:10.1093/mnras/275.2.255.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 „McGill SGR/AXP Online Catalog“. Посетено на 9 септември 2024.
  7. ↑ Starr, Michelle (1 јуни 2020). „Astronomers Just Narrowed Down The Source of Those Powerful Radio Signals From Space“. ScienceAlert.com. Посетено на 9 септември 2024.
  8. ↑ 8,0 8,1 Kaspi, V. M. (април 2010). „Grand unification of neutron stars“. Proceedings of the National Academy of Sciences. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (16): 7147–7152. arXiv:1005.0876. Bibcode:2010PNAS..107.7147K. doi:10.1073/pnas.1000812107. PMC 2867699. PMID 20404205.
  9. ↑ Condon, J. J.; Ransom, S. M. „Pulsar Properties (Essential radio Astronomy)“. National Radio Astronomy Observatory. Посетено на 9 септември 2024.
  10. ↑ 10,0 10,1 Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (февруари 2003). "Magnetars Архивирано на 11 јуни 2007 г.". Scientific American; стр 36.
  11. ↑ „HLD user program, at Dresden High Magnetic Field Laboratory“. Посетено на 9 септември 2024.
  12. ↑ Naeye, Robert (18 февруари 2005). „The Brightest Blast“. Sky & Telescope. Посетено на 9 септември 2024.
  13. ↑ Duncan, Robert. „'MAGNETARS', SOFT GAMMA REPEATERS & VERY STRONG MAGNETIC FIELDS“. University of Texas.
  14. ↑ Wanjek, Christopher (18 февруари 2005). „Cosmic Explosion Among the Brightest in Recorded History“. НАСА. Посетено на 9 септември 2024.
  15. ↑ Dooling, Dave (20 мај 1998). „"Magnetar" discovery solves 19-year-old mystery“. Science@NASA Headline News. Архивирано од изворникот на 14 декември 2007. Посетено на 9 септември 2024.
  16. ↑ Thompson, Christopher; Duncan, Robert C. (1993). „Neutron Star Dynamos and the Origins of Pulsar Magnetism“. Astrophysical Journal. 408: 194–217. Bibcode:1993ApJ...408..194T. doi:10.1086/172580 – преку NASA Astrophysics Data System.
  17. ↑ Price, Daniel J.; Rosswog, Stephan (мај 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. Архивирано од изворникот на 2018-07-17. Посетено на 9 септември 2024.  
  18. ↑ Zhou, Ping; Vink, Jacco; Safi-Harb, Samar; Miceli, Marco (септември 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.  
  19. ↑ Kouveliotou, стр.237
  20. ↑ Popov, S. B.; Prokhorov, M. E. (април 2006). „Progenitors with enhanced rotation and the origin of magnetars“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 367 (2): 732–736. arXiv:astro-ph/0505406. Bibcode:2006MNRAS.367..732P. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09983.x.  
  21. ↑ Cline, T. L., Desai, U. D., Teegarden, B. J., Evans, W. D., Klebesadel, R. W., Laros, J. G. (Apr 1982). „Precise source location of the anomalous 1979 March 5 gamma-ray transient“. The Astrophysical Journal. 255: L45–L48. Bibcode:1982ApJ...255L..45C. doi:10.1086/183766. |hdl-access= бара |hdl= (help)CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)  
  22. ↑ „Biggest Explosions in the Universe Powered by Strongest Magnets“. Посетено на 9 септември 2024.
  23. ↑ Shainblum, Mark (21 февруари 2008). „Jekyll-Hyde neutron star discovered by researchers]“. Мекгилов универзитет.
  24. ↑ „Magnetar discovered close to supernova remnant Kesteven 79“. ESA/XMM-Newton/ Ping Zhou, Nanjing University, China. 1 септември 2014.
  25. ↑ van Putten, Maurice H P M; Della Valle, Massimo (2018-09-04). „Observational evidence for extended emission to GW170817“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (англиски). 482 (1): L46–L49. arXiv:1806.02165. Bibcode:2019MNRAS.482L..46V. doi:10.1093/mnrasl/sly166. ISSN 1745-3925.
  26. ↑ Timmer, John (4 ноември 2020). „We finally know what has been making fast radio bursts - Magnetars, a type of neutron star, can produce the previously enigmatic bursts“. Ars Technica. Посетено на 9 септември 2024.
  27. ↑ Cofield, Calla; Andreoli, Calire; Reddy, Francis (4 ноември 2020). „NASA Missions Help Pinpoint the Source of a Unique X-ray, Radio Burst“. НАСА. Посетено на 9 септември 2024.
  28. ↑ Andersen, B.; и др. (4 ноември 2020). „A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar“. Nature. 587 (7832): 54–58. arXiv:2005.10324. Bibcode:2020Natur.587...54C. doi:10.1038/s41586-020-2863-y. PMID 33149292 Проверете ја вредноста |pmid= (help). Посетено на 9 септември 2024.
  29. ↑ Drake, Nadia (5 мај 2020). „'Magnetic Star' Radio Waves Could Solve the Mystery of Fast Radio Bursts - The surprise detection of a radio burst from a neutron star in our galaxy might reveal the origin of a bigger cosmological phenomenon“. Scientific American. Посетено на 9 септември 2024.
  30. ↑ Starr, Michelle (1 мај 2020). „Exclusive: We Might Have First-Ever Detection of a Fast Radio Burst in Our Own Galaxy“. ScienceAlert.com. Посетено на 9 септември 2024.
  31. ↑ „Strange Ring Found Around Dead Star“. Архивирано од изворникот на 2012-07-21.
  32. ↑ „NASA - European Satellites Probe a New Magnetar“. www.nasa.gov.
  33. ↑ „The Hibernating Stellar Magnet: First Optically Active Magnetar-Candidate Discovered“. ЕЈН. 23 септември 2008.
  34. ↑ „Chandra :: Photo Album :: Westerlund 1 :: 02 Nov 05“. chandra.harvard.edu.
  35. ↑ „Magnetar Formation Mystery Solved?“. www.eso.org.
  36. ↑ Wood, Chris. "Very Large Telescope solves magnetar mystery" GizMag, 14 мај 2014. Пристапен 9 септември 2024.
  37. ↑ A new low-B magnetar
  38. ↑ Rea, N.; Viganò, D.; Israel, G. L.; Pons, J. A.; Torres, D. F. (2014-01-01). „3XMM J185246.6+003317: Another Low Magnetic Field Magnetar“. The Astrophysical Journal Letters. 781 (1): L17. arXiv:1311.3091. Bibcode:2014ApJ...781L..17R. doi:10.1088/2041-8205/781/1/L17. ISSN 0004-637X.
  39. ↑ „A Cosmic Baby Is Discovered, and It's Brilliant“. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL).
  40. ↑ Харвардско-Смитсонов центар за астрофизика (8 јануари 2021). „Chandra observations reveal extraordinary magnetar“. Phys.org. Посетено на 9 септември 2024.
  41. ↑ Kasen, D.; L. Bildsten. (1 јули 2010). „Supernova Light Curves Powered by Young Magnetars“. Astrophysical Journal. 717 (1): 245–249. arXiv:0911.0680. Bibcode:2010ApJ...717..245K. doi:10.1088/0004-637X/717/1/245.
  42. ↑ Woosley, S. (20 август 2010). „Bright Supernovae From Magnetar Birth“. Astrophysical Journal Letters. 719 (2): L204–L207. arXiv:0911.0698. Bibcode:2010ApJ...719L.204W. doi:10.1088/2041-8205/719/2/L204.
  43. ↑ Inserra, C.; Smartt, S. J.; Jerkstrand, A.; Valenti, S.; Fraser, M.; Wright, D.; Smith, K.; Chen, T.-W.; Kotak, R. (јуни 2013). „Super Luminous Ic Supernovae: catching a magnetar by the tail“. The Astrophysical Journal. 770 (2): 128. arXiv:1304.3320. Bibcode:2013ApJ...770..128I. doi:10.1088/0004-637X/770/2/128.CS1-одржување: display-автори (link)
  44. ↑ Queen's University, Belfast (16 октомври 2013). „New light on star death: Super-luminous supernovae may be powered by magnetars“. ScienceDaily. Посетено на 9 септември 2024.
  45. ↑ M. Nicholl; S. J. Smartt; A. Jerkstrand; C. Inserra; M. McCrum; R. Kotak; M. Fraser; D. Wright; T.-W. Chen (17 октомври 2013). „Slowly fading super-luminous supernovae that are not pair-instability explosions“. Nature. 7471. 502 (346): 346–9. arXiv:1310.4446. Bibcode:2013Natur.502..346N. doi:10.1038/nature12569. PMID 24132291.
Книги и остана книжевност
Општи извори

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнетар&oldid=5297449“