Magnēti: neitronu zvaigznes ar sitienu

Neitronu zvaigznes ir dīvaini, mīklaini objekti, kas tur atrodas galaktikā. Viņi tiek pētīti gadu desmitiem ilgi, jo astronomi iegūst labākus instrumentus, kas tos spēj novērot. Padomājiet par drebējošu, cietu neitronu bumbiņu, kas cieši saliktas pilsētas telpā.

Īpaši neitronu zvaigžņu klase ir ļoti intriģējoša; viņus sauc par “magnātiem”. Nosaukums cēlies no tā, kas tie ir: objekti ar ārkārtīgi spēcīgiem magnētiskajiem laukiem. Kaut arī normālām neitronu zvaigznēm pašiem ir neticami spēcīgi magnētiskie lauki (pēc kārtas 10 km)¹² Gauss, tiem no jums, kuriem patīk sekot līdzi šīm lietām), magnāti ir daudz reizes jaudīgāki. Visspēcīgākie no tiem var būt TRILJONA Gausa augšup! Salīdzinājumam - Saules magnētiskā lauka stiprums ir aptuveni 1 Gauss; vidējais lauka stiprums uz Zemes ir puse Gausa. (Gauss ir mērvienība, ko zinātnieki izmanto, lai aprakstītu magnētiskā lauka stiprumu.)

Tātad, kā veidojas magnēti? Tas sākas ar neitronu zvaigzni. Tie tiek izveidoti, kad masīva zvaigzne izbeidz ūdeņraža degvielu, lai sadedzinātu tās kodolu. Galu galā zvaigzne zaudē ārējo aploksni un sabrūk. Rezultāts ir

Supernovas laikā supermasīvās zvaigznes kodols tiek ielozēts bumbiņā tikai aptuveni 40 kilometru (apmēram 25 jūdzes) pāri. Pēdējā katastrofiskā sprādziena laikā kodols sabrūk vēl vairāk, veidojot neticami blīvu bumbiņu, kuras diametrs ir aptuveni 20 km vai 12 jūdzes.

Šis neticamais spiediens liek ūdeņraža kodoliem absorbēt elektronus un atbrīvot neitrīnus. Tas, kas paliek pēc kodola sabrukšanas, ir neitronu (kas ir atoma kodola komponenti) masa ar neticami augstu smaguma pakāpi un ļoti spēcīgu magnētisko lauku.

Lai iegūtu magnetāru, zvaigžņu kodola sabrukšanas laikā ir nepieciešami nedaudz atšķirīgi apstākļi, kas rada galīgo serdi, kas rotē ļoti lēni, bet tai ir arī daudz spēcīgāks magnētiskais lauks.

Ir novēroti pāris desmiti zināmu magnetu, un citi iespējamie joprojām tiek pētīti. Starp tuvākajiem ir viens, kas atklāts zvaigžņu klasterī, kas atrodas apmēram 16 000 gaismas gadu attālumā no mums. Kopu sauc Westerlund 1, un tajā ir dažas no masīvākajām galvenajām sekvences zvaigznēm Visums. Daži no šiem milžiem ir tik lieli, ka viņu atmosfēra sasniegtu Saturna orbītu, un daudzi ir tikpat spoži kā miljons Sauli.

Zvaigznes šajā klasterī ir diezgan neparastas. Tā kā visi no tiem ir 30 līdz 40 reizes lielāki par Saules masu, tas arī padara kopu diezgan jaunu. (Masīvākas zvaigznes noveco ātrāk.) Bet tas arī nozīmē, ka zvaigznes, kas jau ir aizbraukušas no galvenā secība saturēja vismaz 35 saules masas. Tas pats par sevi nav satriecošs atklājums, tomēr sekojošā magnēta atklāšana Vesterlundas 1 vidū izraisīja trīci caur astronomijas pasauli.

Parasti neitronu zvaigznes (un līdz ar to arī magnēti) veidojas, kad 10–25 saules masu zvaigznes pamet galveno secību un mirst masīvā supernovā. Tomēr, tā kā visas Westerlund 1 zvaigznes ir izveidojušās gandrīz tajā pašā laikā (un ņemot vērā masa ir galvenais novecošanās koeficients) oriģinālajai zvaigznei jābūt lielākai par 40 saules masas.

Nav skaidrs, kāpēc šī zvaigzne nesabruka melnajā caurumā. Viena iespēja ir tāda, ka varbūt magnēti veidojas pavisam savādāk nekā parastās neitronu zvaigznes. Varbūt bija kāda zvaigzne, kas mijiedarbojās ar attīstošo zvaigzni, kuras dēļ tā priekšlaicīgi iztērēja lielu daļu enerģijas. Iespējams, ka liela daļa objekta masas bija izkļuvusi, atstājot pārāk maz aiz muguras, lai pilnībā pārtaptu melnajā caurumā. Tomēr nav atrasts neviens pavadonis. Protams, zvaigzne pavadone varēja būt iznīcināta enerģētiskās mijiedarbības laikā ar magnēta priekšteci. Acīmredzot astronomiem ir jāizpēta šie objekti, lai vairāk saprastu par tiem un to veidojumu.

Lai arī kāds magnetārs ir dzimis, tā neticami spēcīgais magnētiskais lauks ir tā visizteiktākā īpašība. Pat 600 jūdžu attālumā no magnēta lauka intensitāte būtu tik liela, ka tā burtiski izjauks cilvēka audus. Ja magnetārs peldētu pusceļā starp Zemi un Mēnesi, tā magnētiskais lauks būtu pietiekami stiprs, lai to paceltu metāla priekšmetus, piemēram, pildspalvas vai saspraudes no kabatas, un pilnībā demagnetizējiet visas ieslēgtās kredītkartes Zeme. Tas vēl nav viss. Radiācijas vide ap tiem būtu neticami bīstama. Šie magnētiskie lauki ir tik spēcīgi, ka daļiņu paātrinājums viegli rodas rentgena starojums un gamma-ray fotoni, visaugstākās enerģijas gaisma Visums.

Rediģējis un atjauninājis Karolīna Kolinsa Petersena.