Magnetars: Neutron Stars with Kick

Neutronové hvězdy jsou podivné, záhadné objekty venku v galaxii. Byli studováni po celá desetiletí, protože astronomové získávají lepší nástroje schopné je pozorovat. Pomysli na chvějící se, pevnou kouli neutronů, která se pevně přisunula do prostoru o velikosti města.

Obzvláště jedna třída neutronových hvězd je velmi zajímavá; Říká se jim "magnetary". Název pochází z toho, co jsou: objekty s extrémně silnými magnetickými poli. Zatímco normální neutronové hvězdy samy o sobě mají neuvěřitelně silná magnetická pole (řádově 10¹² Gaussi, pro ty z vás, kteří se o těchto věcech rádi starají), jsou magnetary mnohokrát silnější. Nejsilnější z nich mohou být vzhůru na TRILLION Gauss! Pro srovnání, síla magnetického pole Slunce je asi 1 Gauss; průměrná intenzita pole na Zemi je půl Gauss. (Gauss je jednotka měření, kterou vědci používají k popisu síly magnetického pole.)

Jak se tedy tvoří magnetary? Začíná to neutronovou hvězdou. Tito jsou vytvořeni, když masivní hvězda vyčerpá vodíkové palivo spálit v jeho jádru. Hvězda nakonec ztratí svou vnější obálku a zhroutí se. Výsledek je

Během supernovy se jádro superhmotné hvězdy napěchuje do míče napříč asi 40 kilometrů. Během posledního katastrofického výbuchu se jádro zhroutí ještě více a vytváří neuvěřitelně hustou kouli o průměru asi 20 km nebo 12 mil.

Tento neuvěřitelný tlak způsobuje, že vodíková jádra absorbují elektrony a uvolňují neutrina. Co zbude po zhroucení jádra, je množství neutronů (které jsou součástí atomového jádra) s neuvěřitelně vysokou gravitací a velmi silným magnetickým polem.

Chcete-li získat magnetar, potřebujete během kolapsu hvězdného jádra mírně odlišné podmínky, které vytvoří konečné jádro, které se otáčí velmi pomalu, ale také má mnohem silnější magnetické pole.

Bylo pozorováno několik desítek známých magnetarů a další možné magnety jsou stále studovány. Mezi nejbližší patří jeden objevený v hvězdokupě vzdáleném asi 16 000 světelných let od nás. Klastr se nazývá Westerlund 1 a obsahuje některé z nejmasivnějších hvězd hlavní sekvence v vesmír. Někteří z těchto obrů jsou tak velcí, že jejich atmosféra by dosáhla na Saturnovu oběžnou dráhu, a mnozí jsou stejně světlí jako milion Sluncí.

Hvězdy v tomto klastru jsou docela mimořádné. Když jsou všechny 30 až 40krát hmotnější než Slunce, je také klastr docela mladý. (Masivnější hvězdy stárnou rychleji.) Ale to také znamená, že hvězdy, které již opustily hlavní sekvence obsahoval nejméně 35 solárních hmot. Toto samo o sobě není překvapivým objevem, nicméně následující detekce magnetaru uprostřed Westerlund 1 poslala třes ve světě astronomie.

Obvykle se neutronové hvězdy (a tedy i magnetary) tvoří, když 10 - 25 hvězdná sluneční hmota opustí hlavní sekvenci a zemře v masivní supernově. Avšak všechny hvězdy ve Westerlund 1 se formovaly téměř ve stejnou dobu (a uvažovaly Hmotnost je klíčovým faktorem ve stárnutí) původní hvězda musela být větší než 40 solárních masy.

Není jasné, proč se tato hvězda nerozpadla do černé díry. Jednou z možností je, že se magnetary možná tvoří úplně jiným způsobem než normální neutronové hvězdy. Možná existovala společenská hvězda, která spolupracovala s vyvíjející se hvězdou, díky níž předčasně utrácí velkou část své energie. Hodně z hmoty objektu by mohlo uniknout, zanechat příliš málo pozadu, aby se plně vyvinulo v černou díru. Nebyl však zjištěn žádný doprovod. Společenská hvězda mohla být samozřejmě zničena během energetických interakcí s magnetarovým progenitorem. Je zřejmé, že astronomové potřebují tyto objekty prostudovat, aby jim více porozuměli a jak se tvoří.

Ačkoli se rodí magnetar, jeho neuvěřitelně silné magnetické pole je jeho nejvýraznější charakteristikou. I ve vzdálenosti 600 mil od magnetaru by byla intenzita pole tak velká, aby doslova roztrhla lidskou tkáň. Pokud by se magnetar vznášel na půli cesty mezi Zemí a Měsícem, jeho magnetické pole by bylo dostatečně silné, aby se zvedlo kovové předměty, jako jsou pera nebo kancelářské sponky z vašich kapes, a úplně demagnetizujte všechny zapnuté kreditní karty Země. To není vše. Radiační prostředí kolem nich by bylo neuvěřitelně nebezpečné. Tato magnetická pole jsou tak silná, že zrychlení částic snadno vytvoří rentgenové emise a gama paprsek fotony, světlo s nejvyšší energií v EU vesmír.

Upraveno a aktualizováno uživatelem Carolyn Collins Petersen.