Магниттік үміткерлер. Магнитар

> Магнитарлар

Білу, магнетар дегеніміз не: қуатты нейтрондық жұлдыздардың сипаттамасы магнит өрісі, фотосуретпен зерттеу тарихы, көрші Құс жолықанша энергия бөледі.

Ғалам өзінің таңғажайып нысандарымен таң қалдырса да, бұл ең мейірімді жерден алыс. Сізді өлтіру үшін жер бетінде шамамен 80-100 жыл қажет. Бірақ бір секундта өлетін жер бар. Сондықтан танысыңыз магниттер.

Аса массивті жұлдыздар жарылған кезде олардың орнында нейтрондық жұлдыз пайда болуы мүмкін. Өліп жатқан аспан денесі ауырлық күшін ұстап тұру үшін жеткілікті жеңіл қысымға ие емес. Күштің күштілігі сонша, протондар мен электрондар ғарышқа итеріліп, нейтрондар түзеді. Ал бізде не бар? Нейтрондар! Нейтрондардың қатты массасы.

Егер нейтрондық жұлдыз пайда болса, онда біз аламыз. Бұрын жинақталған масса секундына жүз рет айналатын кішкентай «шарға» сығылады. Бірақ бұл ең оғаш нәрсе емес. Пайда болған он нейтрондық жұлдыздың ішінде әрқашан бір оғаш жұлдыз болады. магнитті. Бұл суперновалардан шыққан нейтрондық жұлдыздар. Бірақ қалыптасу барысында әдеттен тыс нәрселер орын алады. Нақты не? Магнит өрісінің қарқындылығы сонша, ғалымдар оның қайдан шыққанын анықтай алмайды.

Кейбіреулер нейтрондық жұлдыздың айналуы, температурасы және магнит өрісі мінсіз нүктеге жиналғанда магнит өрісін 1000 есе күшейтетін динамо пайда болады деп есептейді.

Бірақ соңғы ашылымдар көбірек түсініктер берді. Ғалымдар одан алыстап бара жатқан магниттерді тапты. Жүйедегі бір жұлдыз супернова түрінде жарылған кезде біз мұндай нысандарды бақылай алдық. Яғни, ол екілік жүйенің бөлігі болды.

Серіктестік кезінде объектілер қатар орбитада болды (Жер-Күн ара қашықтығына жақынырақ). Бұл қашықтық материал алмасуға жеткілікті болды. Үлкен жұлдыз алдымен өле бастады, массасын кішісіне берді. Бұл оның босаңсуына және массаны қайтаруына себеп болды. Нәтижесінде кішісі супернова сияқты жарылып, екіншісін жаңа траекторияға лақтырады. Нейтрондық жұлдызды қалыптастырудың орнына біз магниттерді алдық.

Байқалған магнит өрісінің күші таң қалдырады! Жерге жақын жерде ол 25 гаусты алады, ал бетінде біз 0,5 гауссты ғана сезінеміз. Нейтрондық жұлдыздың триллион гауссы бар, бірақ магнетарлар бұл белгіден 1000 есе асып түседі!

Сіз сонда болсаңыз не болар еді? 1000 км қашықтықта магнит өрісі сізді атом деңгейінде бөлшектеуге жеткілікті күшті. Өйткені, атомдардың өзі деформацияланған және бұдан былай сіздің пішініңізді көтере алмайды.

Бірақ сіз ешқашан ештеңені түсінбейсіз, өйткені сіз магнит өрісіндегі объектінің күшті сәулеленуінен және өлімге әкелетін бөлшектерінен өлдіңіз.

Магнетарлардың тағы бір ерекшелігі - олардың жер сілкінісі (діріл) болуы. Ол жердегіге ұқсайды, бірақ жұлдызда орын алады. Нейтрондық жұлдызда Жердің тектоникалық тақталарының қозғалысына ұқсайтын жарылып кетуі мүмкін сыртқы қыртысы бар. Магнитар жарылыс жасағанда осылай болады.

Ең күшті оқиға 50 000 жарық жылы қашықтықта орналасқан SGR 1806-20 нысанында болды. Секундтың 1/10 бөлігінде жер сілкіністерінің бірі 100 000 жылдағы Күннен де көп энергия тудырды. Бұл супернова емес, бетіндегі бір жарықшақ!

Бақытымызға орай, бұл шынымен де өлімге әкелетін нысандар алыс және олардың жақындау мүмкіндігі жоқ. Магнетарлар туралы көбірек білу және қызықты ақпаратты білу үшін бейнені қараңыз.

магниттер

Астрофизик Сергей Попов гамма-сәулелердің жарылыстары, күшті магнит өрістері және рентгендік пульсарлар туралы:

«Жасырын» магниттер

Астрофизик Сергей Попов магнетарлар, супернова жарылыстары және жұлдыздардың магнит өрісі туралы:

Өте бай және жас жұлдыздар шоғырындағы магниттерді көрсететін суретшінің иллюстрациясы. Сурет несиесі және авторлық құқық: ESO / L. Calçada.

Мүмкін сіз ғаламды өмір сүру үшін тамаша деп ойлайтын шығарсыз. Алайда олай емес. Бүкіл ғалам дерлік қорқынышты және жау жер, сондықтан біз Құс жолының шалғай аймағындағы іс жүзінде зиянсыз планетада дүниеге келгеніміз үшін бақытты болдық.

Мұнда сіз жер бетінде ұзақ өмір сүре аласыз бақытты өмір, бірақ ғаламда бір-екі секундқа да шыдамайтын жерлер бар. Нейтрондық жұлдыздар: суперновалар қалдыратын объектілерден гөрі өлімге әкелетін ештеңе жоқ.

Өздеріңіз білетіндей, нейтрондық жұлдыздар біздің Күннен үлкен жұлдыздар суперновалар ретінде жарылғанда пайда болады. Бұл жұлдыздар өлгенде, олар күшті тартылыс күшіне төтеп бере алмайды және диаметрі бірнеше ондаған километрге дейін кішірейеді. Осындай орасан зор қысымның нәтижесінде нысанның ішінде нейтрондар пайда болады.

Көп жағдайда сіз бірінші типтегі нейтрондық жұлдыздарды аласыз - пульсарлар. Пульсар - бұл өте үлкен жылдамдықпен айналатын, кейде секундына бірнеше жүз айналымға жететін кішкентай нейтрондық жұлдыз.

Дегенмен, шамамен он нейтрондық жұлдыздың біреуі өте оғаш нәрсеге айналады. Ол магниттерге айналады - ғаламдағы ең жұмбақ және қорқынышты нысан. Сіз бұл сөзді естіген шығарсыз, бірақ бұл не?

Жоғарыда айтқанымдай, магнетарлар - бұл супернованың жарылыстары нәтижесінде пайда болған нейтрондық жұлдыздар. Бірақ олардың магнит өрісі кез келген басқа заттардың магнит өрістерінен жүздеген, мыңдаған, тіпті миллиондаған есе асып түсетіні сонша, олардың пайда болу кезінде не болады? Шындығында, астрономдар магнетарлардың магнит өрістерін соншалықты күшті ететін не екенін білмейді.

Суретшінің екі нейтрондық жұлдыздың қосылуынан алған әсері. Несие және авторлық құқық: Уорвик университеті/Марк Гарлик.

Бірінші теория бойынша, егер нейтрондық жұлдыз тез айналу арқылы пайда болса, онда нейтрондық жұлдыздың өмір сүруінің алғашқы бірнеше секундында басым әсер ететін конвекция мен айналудың бірлескен жұмысы нейтрондық жұлдыздың пайда болуына әкелуі мүмкін. күшті магнит өрісі. Бұл процесс ғалымдарға «белсенді динамо» деген атпен белгілі.

Дегенмен, соңғы зерттеулердің нәтижесінде астрономдар магнетарлардың пайда болуының екінші теориясын ұсынды. Зерттеушілер болашақта галактикамызды тастап кететін магниттерді тапты. Біз қашып кеткен жұлдыздардың мысалдарын бұрыннан көрдік және олардың барлығы өз траекториясын супернованың жарылыстары нәтижесінде алды. қос жүйе. Басқаша айтқанда, бұл магнетар екілік жүйенің бөлігі болды.

Мұндай жүйеде екі жұлдыз бір-біріне Жердің Күнді айналуына қарағанда жақынырақ айналады. Оның жақындығы сонша, жұлдыздардағы материал алға-артқа ағып кете алады. Бірінші үлкен жұлдызісініп, кішірек жұлдызға материалды тасымалдай бастайды. Бұл массаның ұлғаюы кіші жұлдыздың көлемінің ұлғаюына әкеледі және материал бірінші жұлдызға қайта ағып кете бастайды.

Соңында жұлдыздардың бірі жарылып, Құс жолынан тағы бір жұлдызды лақтырып жібереді, ал жарылыс орнында әдеттен тыс нейтрондық жұлдыз қалады, яғни осы қос әсерлесудің барлығы нейтрондық жұлдызды магниттерге айналдырды. Мүмкін бұл магниттік жұмбақтың шешімі шығар.

Магнитердің магнит өрісі сізді шынымен қорқытады. Жердің центріндегі магнит индукциясы шамамен 25 гауссты құрайды, бірақ планетаның бетінде ол 0,5 гаусстан аспайды. Кәдімгі нейтрондық жұлдыздың магниттік индукциясы бірнеше триллион гаусс болатын магнит өрісі бар. Магнетарлар нейтрондық жұлдыздардан 1000 есе күшті.

Магнитарлардың ең қызықты ерекшеліктерінің бірі - олар жұлдызды сілкіністерді сезіне алады. Жер сілкіністері болатынын білесіздер, бірақ жұлдыздарда олар жұлдызды сілкіністер болады. Магнетарлар пайда болған кезде олардың тығызырақ сыртқы қабығы болады. Бұл «нейтрондық қыртыс» Жердегі тектоникалық плиталар сияқты жарылуы мүмкін. Бұл орын алғанда, магниттер біз үлкен қашықтықта көре алатын радиация сәулесін шығарады.

Шын мәнінде, бұрын-соңды тіркелген ең күшті жер сілкінісі Жерден 50 000 жарық жылы қашықтықта орналасқан SGR 1806-20 деп аталатын магниттерде болды. Секундтың оннан бірінде бұл магниттер Күн 100 000 жылда өндіретін энергиядан көбірек энергия бөлді. Және бұл тіпті бүкіл нысанның жарылысы емес, бұл тек магниттердің бетіндегі кішкене жарықшақ болды.

Магнитарлар таңғажайып және қауіпті заттар. Бақытымызға орай, олар өте алыс және олардың сіздің өміріңізге әсері туралы алаңдамаудың қажеті жоқ.

Суретшінің бейнесіндегі Магнетар

Сипаттама

Магнетарлар нейтрондық жұлдыздардың аз зерттелген түрі болып табылады, өйткені олар аз ғана жақын. Магнетарлардың диаметрі шамамен 20-30 км, бірақ көпшілігінің массасы массасынан асып түседі. Магнитар қатты қысылғаны сонша, оның бір бұршақ салмағы 100 миллион тоннадан асады. Белгілі магнетарлардың көпшілігі өте жылдам айналады, кем дегенде секундына ось айналасында бірнеше айналу. Олар рентген сәулелеріне жақын гамма-сәулеленуде байқалады, олар радио сәулелерін шығармайды. Магнитердің өмірлік циклі өте қысқа. Олардың күшті магнит өрістері шамамен 10 000 жылдан кейін жоғалады, содан кейін олардың белсенділігі мен рентген сәулелерінің сәулеленуі тоқтайды. Болжамдардың біріне сәйкес, біздің галактикада оның бүкіл өмір сүрген уақытында 30 миллионға дейін магнетар пайда болуы мүмкін. Магнетарлар бастапқы массасы шамамен 40 М ☉ массивтіктерден түзіледі.

Магнитар бетінде пайда болған соққылар жұлдызда үлкен тербелістерді тудырады; олармен бірге жүретін магнит өрісінің ауытқуы көбінесе 1979, 1998 және 2004 жылдары Жерде тіркелген үлкен гамма-сәулелік жарылыстарға әкеледі.

Магнитарлы модель

Белгілі бес SGR-дің төртеуі өзімізде, тағы біреуі оның сыртында орналасқан. Секундтың оннан бірнеше бөлігін құрайтын әдеттегі жарқылда бөлінетін энергия мөлшері Күннің бір жыл ішінде шығаратын мөлшерімен салыстыруға болады. Бұл керемет энергия жарылыстары «жұлдызды сілкіністерден» туындауы мүмкін - нейтрондық жұлдыздың қатты бетінің (қыртысының) жарылу процестері және оның ішкі бөлігінен магнит өрісімен ұсталатын және гаммада шығарылатын қуатты протон ағындарының бөлінуі. және электромагниттік спектрдің рентгендік аймақтары. Бұл алауларды түсіндіру үшін магнит өрісі өте күшті нейтрондық жұлдыз, магнетар ұғымы ұсынылды. Егер нейтрондық жұлдыз тез айналу кезінде туылса, онда нейтрондық жұлдыздың өмір сүруінің алғашқы бірнеше секундында маңызды рөл атқаратын айналу мен конвекцияның бірлескен әсері «белсенді» деп аталатын күрделі процесс арқылы қуатты магнит өрісін жасай алады. динамо» (Жер мен Күннің ішінде магнит өрісінің қалай пайда болғанына ұқсас). Теоретиктер нейтрондық жұлдыздың ыстық (~ 10 10 К) өзегінде жұмыс істейтін мұндай динамоның магнит индукциясы ~ 10 15 Гс магнит өрісін жасай алатынына таң қалды. Салқындағаннан кейін (бірнеше ондаған секундтан кейін) конвекция мен динамо өз жұмысын тоқтатады.

Мерзімдік жарылыстар кезінде күшті рентген сәулелерін шығаратын объектілердің тағы бір түрі аномальді рентгендік сәулелер деп аталады - AXP (Аномальді рентгендік пульсарлар). SGR және AXP көптеген әдеттегі радиопульсарларға қарағанда орбиталық кезеңдері ұзағырақ (2-12 с) бар. Қазіргі уақытта SGR және AXP объектілердің бір класын білдіреді деп есептеледі (2015 жылғы жағдай бойынша бұл класстың 20-ға жуық өкілі белгілі).

Көрнекті магниттер

2004 жылы 27 желтоқсанда біздің планетамызға гамма-сәулелердің жарылуы келді. күн жүйесі SGR 1806-20 (суретшінің көзқарасында бейнеленген). Жарылыстың күшті болғаны сонша, ол Жер атмосферасына 50 000 жарық жылынан астам қашықтықта әсер етті.

2007 жылдың мамырындағы жағдай бойынша он екі магнетар белгілі болды және тағы үш үміткер растауды күтті. Белгілі магнетарлардың мысалдары:

• SGR 1806-20, Жерден 50 000 жарық жылы қашықтықта Стрелец шоқжұлдызында галактикамыздың қарама-қарсы жағында орналасқан.
• SGR 1900+14, 20 000 жарық жылы қашықтықта, Акила шоқжұлдызында орналасқан. Төмен шығарындылардың ұзақ кезеңінен кейін (тек 1979 және 1993 жылдардағы елеулі жарылыстар) 1998 жылдың мамыр-тамыз айларында күшейді және 1998 жылғы 27 тамызда анықталған жарылыс өшіру үшін жеткілікті күшті болды. ғарыш кемесіЗақымданудың алдын алу үшін NEAR етікші. 2008 жылы 29 мамырда NASA Spitzer осы магниттердің айналасында материяның сақиналарын тапты. Бұл сақина 1998 жылы байқалған жарылыс кезінде пайда болған деген болжам бар.

• 1E 1048.1-5937 - Карина шоқжұлдызында 9000 жарық жылында орналасқан аномальды рентгендік пульсар. Магнитар пайда болған жұлдыздың массасы Күндікінен 30-40 есе үлкен болды.

Толық тізім магнетарлар каталогында берілген.

• 2008 жылдың қыркүйегіндегі жағдай бойынша ESO бастапқыда магниттер деп есептелген нысанның идентификациясы туралы хабарлайды, SWIFT J195509+261406; ол бастапқыда гамма-сәулелерінің жарылыстарынан анықталды (GRB 070610).