Magnetar

Magnetar sau magnetar [1]  este o stea neutronică cu un câmp magnetic excepțional de puternic (până la 10 11 T ). Teoretic, existența magnetarilor a fost prezisă în 1992 , iar prima dovadă a existenței lor reale a fost obținută în 1998 , când s-a observat o explozie puternică de radiații gamma și de raze X de la sursa SGR 1900+14 în constelația Aquila . Cu toate acestea, blițul, care a fost observat pe 5 martie 1979, este, de asemenea, asociat cu un magnetar. Durata de viață a magnetarelor este de aproximativ 1 milion de ani [2] . Magnetarii au cel mai puternic câmp magnetic din univers [3] .

Descriere

Magnetarii sunt un tip de stea neutronică puțin înțeles datorită faptului că puțini sunt suficient de aproape de Pământ . Magnetarii au aproximativ 20-30 km în diametru, dar masele celor mai mulți depășesc masa Soarelui. Magnetarul este atât de comprimat încât un bob de mazăre din materia sa ar cântări mai mult de 100 de milioane de tone [4] . Majoritatea magnetarelor cunoscute se rotesc foarte repede, cel puțin câteva rotații în jurul axei pe secundă [5] . Se observă în radiații gamma , aproape de raze X , și nu emit emisii radio [6] . 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. Conform uneia dintre ipoteze, în Galaxia noastră s- ar putea forma până la 30 de milioane de magnetare pe toată durata existenței sale [7] . Magnetarii sunt formați din stele masive cu o masă inițială de aproximativ 40 M ☉ [8] .

Prima erupție puternică cunoscută urmată de pulsații cu raze gamma a fost înregistrată la 5 martie 1979, în timpul experimentului „Konus”, efectuat pe AMS „ Venera-11 ” și „ Venera-12 ” și este considerată prima observație a unui pulsar cu raze gamma, acum asociat cu un magnetar [ 9] :35 . Ulterior, astfel de emisii au fost înregistrate de diverși sateliți în 1998 și 2004 .

Model Magnetar

Cantitatea de energie care este eliberată într-un fulger tipic, care durează câteva zecimi de secundă, este comparabilă cu cantitatea pe care o emite Soarele într-un an întreg. Aceste eliberări incredibile de energie pot fi cauzate de „cutremurele stelare” - procesele de ruptură a suprafeței solide (crustei) unei stele neutronice și eliberarea de fluxuri puternice de protoni din interiorul acesteia, care sunt captate de câmpul magnetic și emit în gama gamma. și regiunile cu raze X ale spectrului electromagnetic.

Pentru a explica aceste erupții, a fost propus conceptul de magnetar, o stea neutronică cu un câmp magnetic extrem de puternic. Dacă o stea neutronică se naște în timp ce se învârte rapid, atunci efectul combinat al rotației și al convecției, care joacă un rol important în primele câteva secunde ale existenței unei stele neutronice, poate crea un câmp magnetic puternic printr-un proces complex cunoscut sub numele de „activ”. dinam" (similar cu modul în care un câmp magnetic creat în interiorul Pământului și al Soarelui). Teoreticienii au fost surprinși de faptul că un astfel de dinam, care funcționează în miezul fierbinte (~ 10 10 K) al unei stele neutronice, poate crea un câmp magnetic cu o inducție magnetică de ~ 10 15 Gs. După răcire (după câteva zeci de secunde), convecția și dinamul își opresc acțiunea.

Un alt tip de obiecte care emit raze X puternice în timpul exploziilor periodice sunt așa-numitele pulsari de raze X anomale - AXP (Anomalous X-ray Pulsars). SGR și AXP au 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 (din 2015, sunt cunoscuți aproximativ 20 de reprezentanți ai acestei clase) [10] [11] .

Magnetari notabile

Din august 2021, sunt cunoscuți treizeci de magnetari, dintre care douăzeci și patru sunt în general acceptați de astronomi, iar încă șase candidați așteaptă confirmarea [12] .

Exemple de magnetare cunoscute:

• SGR 1806-20 , situat la aproximativ 50.000 de ani-lumină de Pământ, pe partea opusă galaxiei noastre, Calea Lactee , în constelația Săgetător . Pe 27 decembrie 2004 , radiația de la o explozie de pe suprafața SGR 1806-20 a ajuns pe Pământ. În gama gamma, explozia a fost mai strălucitoare decât luna plină. Magnetarul a emis mai multă energie într-o zecime de secundă (1,3⋅10 39 J ) decât o emite Soarele în 100.000 de ani (4⋅10 26 W ×3,2⋅10 12 sec = 1,3⋅10 39 J). Se crede că o astfel de explozie este cea mai mare explozie din galaxie de la explozia supernovai SN 1604 , observată de Johannes Kepler în 1604 .
• SGR 1900 + 14 , la 20 de mii de ani lumină distanță, situat în constelația Vultur . După o lungă perioadă de emisii scăzute (explozii semnificative doar în 1979 și 1993), s-a intensificat în mai-august 1998, iar explozia, detectată la 27 august 1998, a fost suficient de puternică pentru a forța nava spațială NEAR Shoemaker să se oprească în pentru a preveni deteriorarea. Pe 29 mai 2008, telescopul Spitzer al NASA a detectat inele de materie în jurul acestui magnetar. Se crede că acest inel s-a format în timpul exploziei observate în 1998 [13] .
• 1E 1048.1-5937  este un pulsar anormal de raze X situat la 9 mii de ani lumină în constelația Carina . Steaua din care s-a format magnetarul avea o masă de 30-40 de ori mai mare decât cea a Soarelui .

Din septembrie 2008, ESO raportează identificarea unui obiect considerat inițial a fi un magnetar, SWIFT J195509+261406 ; a fost detectat inițial din exploziile de raze gamma (GRB 070610).

În decembrie 2017, un grup internațional de astronomi a confirmat că există și un magnetar în centrul supernovei DES16C2nm [14] [15] .

O listă completă este dată în catalogul magnetarelor [16] .

În martie 2020, a fost descoperit magnetarul anormal SWIFT J1818.0-1607 .

Cel mai puternic câmp magnetic (1,6 miliarde Tesla) este un sistem stelar binar cunoscut sub numele de Swift J0243.6+6124 în galaxia noastră . [17]

Note

1. ↑ În literatura modernă în limba rusă, formele de scriere prin „e” și prin „și” concurează. Hârtia de calc din engleză  predomină în literatura populară și în fluxurile de știri . magnetar  - „ magnetar ” , în timp ce specialiștii au fost recent înclinați să scrie „ magn and tar ” ( vezi, de exemplu, Potekhin A. Yu. Fizica stelelor neutronice // Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 180, p. 1279 —1304 ( 2010)). Argumentele în favoarea unei astfel de ortografii sunt date, de exemplu, în recenzia lui S. B. Popov și M. E. Prokhorov (a se vedea referințele).
2. ↑ Întrebări frecvente: Magnitarii . 10 fapte despre cele mai neobișnuite tipuri de stele neutronice de la Sergey Popov . Postnauka.ru (19 octombrie 2015) . Preluat la 27 septembrie 2019. Arhivat din original la 27 septembrie 2019. (Rusă)
3. ↑ Hibrid stelar: Pulsar plus magnetar . Mecanici populare . Mecanica populară (31 martie 2008). Preluat la 27 septembrie 2019. Arhivat din original la 27 septembrie 2019. (Rusă)
4. ↑ În realitate, o substanță nu poate avea o asemenea densitate cu o masă corporală insuficient de mare. Dacă o parte de mărimea unui bob de mazăre este izolată de o stea neutronică și separată de restul substanței sale, atunci masa rămasă nu își va putea menține densitatea anterioară, iar „mazărea” se va extinde exploziv.
5. ↑ Mark A. Garlick. Magnetar (1999)  (engleză) . www.space-art.co.uk . Consultat la 17 decembrie 2007. Arhivat din original pe 14 decembrie 2007.
6. ↑ Ginzburg V. L. „Minimul fizic” la începutul secolului XXI . elementy.ru . „Elementele Marii Științe” (21 martie 2005). Preluat la 27 septembrie 2019. Arhivat din original la 27 septembrie 2019. (Rusă)
7. ↑ Robert C. Duncan. Magnetare , repetoare Gamma moi și câmpuri magnetice foarte puternice  . Pagina de start a lui Robert Duncan . Robert C. Duncan, Universitatea din Texas din Austin (1998). Preluat la 4 august 2009. Arhivat din original pe 27 februarie 2012.
8. ↑ Observatorul European de Sud. Câtă masă formează o gaură neagră?  (engleză) . www.spaceref.com (19 august 2010). Data accesului: 27 septembrie 2019.
9. ↑ Alexei Poniatov. Impulsiv  // ​​Știință și viață . - 2018. - Nr. 10 . - S. 26-37 . (Rusă)
10. ↑ Potekhin A.Y., De Luca A., Pons J.A. Neutron Stars—Thermal Emiters  (Eng.)  // Space Sci. Rev. : revista. - N. Y. : Springer, 2015. - Octombrie ( vol. 191 , iss. 1 ). - P. 171-206 . - doi : 10.1007/s11214-014-0102-2 . - arXiv : 1409,7666 .
11. ↑ Mereghetti S., Pons JA, Melatos A. Magnetars: Properties, Origin and Evolution  //  Space Sci. Rev. : revista. - N. Y. : Springer, 2015. - Octombrie ( vol. 191 , iss. 1 ). - P. 315-338 . - doi : 10.1007/s11214-015-0146-y . - arXiv : 1503.06313 .
12. ↑ Catalog online McGill SGR/AXP . Preluat la 26 ianuarie 2021. Arhivat din original la 23 iulie 2020. (nedefinit)
13. ↑ Strange Ring Found Around Dead Star  (ing.)  (link indisponibil) . NASA Science (29 mai 2008). Consultat la 29 mai 2008. Arhivat din original la 16 mai 2016.
14. ↑ Ruslan Zorab. Un magnetar a fost găsit în centrul celei mai îndepărtate hipernove . naked-science.ru _ Naked Science (21 februarie 2018). Preluat la 13 martie 2018. Arhivat din original la 13 martie 2018. (Rusă)
15. ↑ M. Smith, M. Sullivan, R. C. Nichol, L. Galbany, C. B. D'Andrea. Studierea spectrului ultraviolet al primei supernove confirmate spectroscopic la deplasarea spre roșu doi  //  The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2018-02-08. — Vol. 854 , iss. 1 . — P. 37 . — ISSN 1538-4357 . doi : 10.3847 /1538-4357/aaa126 . Arhivat din original pe 17 decembrie 2019.
16. ↑ McGill Online Magnetar  Catalog . http://www.physics.mcgill.ca . McGill Pulsar Group (Ultima modificare: 24-03-2016). Consultat la 17 decembrie 2007. Arhivat din original la 23 iulie 2020.
17. ↑ Astronomii au găsit cel mai puternic câmp magnetic. Și proprietarul ei este o stea neutronică // Ferra.ru , 15 iulie 2022

Literatură

• Popov S. B. , Prokhorov M. E. Astrofizica stelelor neutronice unice: stele de neutroni și magnetare radio-liniștite  // Trudy SAISH. - M. : GAISH MGU, 2003. - T. 72 . — ISSN 0371-6791 . Arhivat din original pe 5 octombrie 2016. (Rusă)
• Popov S. B. Superobiecte. Stelele au dimensiunea unui oraș. — M. : Alpina non-fiction, 2019. — 240 p. - 3000 de exemplare.  - ISBN 978-5-91671-490-6 . (Rusă)
• Mereghetti S. Cei mai puternici magneți cosmici: repetoare moi de raze gamma și pulsari anormali de raze X  //  The Astronomy and Astrophysics Review. - 2008. - Vol. 15 , nr. 4 . - P. 225-287 . — ISSN 0935-4956 . - doi : 10.1007/s00159-008-0011-z .  (link indisponibil)
• Peter Douglas Ward, Donald Brownlee Rare Earth: De ce viața complexă este neobișnuită în univers . Springer, 2000. ISBN 0-387-98701-0 .
• Chryssa Kouveliotou Conexiunea Steaua Neutronă -Gaura Neagră . Springer, 2001. ISBN 1-4020-0205-X .
• Sistemul de date astrofizicei NASA (ADS): Katz, JI, Ap.J. 260, 371 (1982)
• NASA ADS, 1999: Descoperirea unui magnetar asociat cu repetitorul Soft Gamma SGR 1900+14
• Chryssa Kouveliotou, Robert Duncan și Christopher Thompson, „Magnetars”, Scientific American, feb. 2003, pp. 34-41 (PDF)
• Robert C. Duncan și Christopher Thompson. Formarea stelelor neutronice foarte puternic magnetizate: Implicații pentru exploziile cu raze gamma  // Astronomical Journal  :  jurnal. - 1992. - 10 iunie ( vol. 392 , nr. 1 ). -P.L9- L13 .
• Strange Pulsing Star Puzzles Astronomis — Un magnetar care emite unde radio, contrar teoriilor anterioare.
• 04/04/07: Sateliții cu raze X prind Magnetar în „Hicup” stelar gigantic

Link -uri

• Origin of magnetars , CNN (2 februarie 2005).
• The Brightest Blast , Sky and Telescope (18 februarie 2005). Arhivat din original pe 16 mai 2008. Preluat la 17 aprilie 2009.
• Crearea magnetarilor rezolvată S-a format atunci când cele mai mari stele explodează 
• NASA: Descoperirea „Magnetar” rezolvă un mister vechi de 19 ani  (eng.) /webarchive/
• Robert C. Duncan, Universitatea Texas din Austin : „Magnetars”, Repeatoare Gamma Soft și Câmpuri Magnetice Foarte Puternice  / arhivă web /

Dicționare și enciclopedii	mare danez mare chinezesc mare chinezesc Mare norvegian Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 1168430526