Mikä on magnetaari?

Tähtitieteilijät havaitsivat 31. tunnetun magnetaarin, J1818.0-1607, vuonna 2020. Tämä magnetaari – neutronitähti, jolla on äärimmäisen vahva magneettikenttä – on erityisen erityinen, koska röntgenhavainnot osoittavat, että se on myös pulsari. Eli se on nopeasti pyörivä neutronitähti, joka sykkii kosmisen majakan tavoin 1,4 sekunnin välein. Kuva: H. Blumer/NASA.

Magneettiset magnetaarit

Voitko kuvitella niin voimakkaan magneetin, että se voisi pyyhkiä kaikki maan päällä olevat luottokortit kaukaa puolivälistä kuuhun? Näin voimakas magneettikenttä amagnetaariOn! Magnetaari on eksoottinen tyyppineutronitähti, sen määrittävä ominaisuus, että siinä on erittäin tehokasmagneettikenttä. Kenttä on noin 1000 kertaa voimakkaampi kuin normaali neutronitähti ja noin abiljoonaakertaa vahvempi kuin maapallo.

Magnetaarit ovat ylivoimaisesti maailman magneettisimmat tähdet. Jos uskaltaisit mennä lähemmäs magnetaaria kuin noin 600 mailia (1 000 km), kuolisit hyvin nopeasti. Sen magneettikenttä tuhoaisi kehosi, repii elektronit pois atomeistasi ja muuttaisi sinut pilveksimonoatomiset ioniteli yksittäisiä atomeja ilman elektroneja.

Magnetaari on äärimmäinen monella tapaa

Näiden erittäin voimakkaiden magneettikenttien lisäksi magnetaarit vapauttavat myös valtavia määriä energiaa soihdutuksena,röntgenkuvatjagammasäteilypurkauksia. Siksi ne yhdistetään maailmankaikkeuden ääritapahtumiin, mikä tekee niistä ehkä omituisimpia esineitä kosmoksessa.mustat aukot.

Esimerkkinä äärimmäisestä käyttäytymisestä vuonna 2004 magnetaarin pinnalla tapahtuva soihdutuspuristettuMaan magneettikenttä… 50 000 valovuoden etäisyydeltä! Kun ajatellaan, että neutronitähti on suunnilleen kaupungin kokoinen – neutronitähden koon äskettäisen tarkistuksen mukaan sen halkaisija on enintään 15 mailia (24 km) – mutta se voi sisältää 1 1/2 kertaa aurinkomme massaa, On uskomatonta, että niin pieni esine voi tuottaa tarpeeksi energiaa vaikuttaakseen muihin niin suurella etäisyydellä.

TOmagnetaarion eräänlainen neutronitähti, jolla uskotaan olevan erittäin voimakas magneettikenttä ja joka voi aiheuttaa monia nopeita radiopurskeita. Tämä on taiteilijan käsitys sotkuisista magneettikentistä, jotka ympäröivät tällaista neutronitähteä. Kuva Carl Knoxilta/OzGrav.

Mikä antaa magnetaarille sen magnetismin?

Astrofyysikot eivät vielä tiedä tarkalleen, kuinka magnetaari synnyttää hämmästyttävän magneettikentän. Se liittyy kuitenkin todennäköisesti neutronitähtien uskomattomaan tiheyteen ja niiden omituisiin sisätiloihin. Vain yksi sokerikuution kokoinen määrä neutronitähtimateriaalia painaisi miljardi tonnia maan päällä… suunnilleen saman verran kuin keskivertovuori!

Magnetaarin magneettikenttä voi johtua neutronitähden sisusta – sen uskotaan koostuvan neutroneista, kvarkeista ja eksoottisista ainemuodoista, kuten esim.Bose-Einsteinin kondensaatit– tulossa asuprajohtava neste. Näin ollen, kun tähti pyörii, se käyttäytyisi kuin valtavadynamo, joka tuottaa valtavan magneettikentän.

Tai kentän alkuperä voi yksinkertaisesti olla siinäprogenitoritähti – sellainen tähti, joka se oli ennen kuin siitä tuli neutronitähti – jolla saattoi olla epätavallisen voimakas magneettikenttä.

Yrittääkseen ratkaista tämän arvoituksen tähtitieteilijät käynnistivät instrumentin nimeltä Neutron Star Interior Composition Explorer (KUVAA) kohtaanKansainvälinen avaruusasemaVuonna 2017. Sen erityinen tavoite on määrittäämitäon tarkalleen neutronitähtien sisällä.

Toistaiseksi NICER on antanut tähtitieteilijöille mahdollisuuden tehdä tarkempia mittauksiakoko- ja tiheysparametritnäistä oudoista kosmisista eläimistä.

Neutron Star Interior Composition Explorer (KUVAA) on röntgenteleskooppi, joka laukaistiin vuonna 2017 kansainväliselle avaruusasemalle. Tässä se istuu asennettuna ISS:lle. NICERin ensisijainen tehtävä on tehdä neutronitähtien syvällisiä tutkimuksia. Kuva NASAn kautta/Wikimedia Commons.

Haluamme myös oppia lisää neutronitähdistägravitaatioaaltojane syntyvät, kun kaksi niistä törmäävät, kuten kuuluisassa gravitaatioaaltotapahtumassaGW170817.

Kosmiset majakat

Muutama magnetaari on myöspulsarit, ne taivaalliset majakat, jotka pyyhkäisevät taivasta voimakkailla radiosäteillä (ja harvoin myös näkyvän valonsäteillä, kutenRapusumu). Äskettäin havaitsemalla magnetaarin, joka on myös pulsar, tähtitieteilijät pystyivät määrittämään tarkan etäisyyden magnetaariinensimmäistä kertaa.

Ensimmäinen magnetaarin havaitseminen on mysteeri

Ensimmäinen magnetaarista peräisin oleva tapahtuma ilmestyi vuonna 1979, vaikka tähtitieteilijät eivät tuolloin tunnistaneet toimintaa kuuluvan erilliseen esineluokkaan. Se tapahtui, kun kaksi venäläistä avaruusalusta havaitsi yhtäkkiä valtavan gammasäteilyn räjähdyksen ilmaisimissaan: molempien koettimien lukemat nousivat normaalista 100 laskusta sekunnissa yli 200 000 laskuun sekunnissa, millisekunnin murto-osassa. Tämä oli yli sata kertaa kaikkien aiemmin havaittujen Auringon ulkopuolisten gammapurkausten energia. Myös viisi satelliittia ja kaksi observatoriota rekisteröivät sen, kun gammasäteilyn aalto kulki aurinkokunnan läpi.

Kun tähtitieteilijät selvittivät, mistä purkaus oli peräisin, se vastasi tunnetun paikan sijaintiasupernovakohdassaSuuri Magellanin pilvi. Tämän valtavan gammasäteilyn aallon synnyttänyt esine on sittemmin toistanut tapahtuman, tehden siitä ensimmäisen tunnetunpehmeä gamma-toistin.

Kukaan ei tiennyt tapahtuman tarkkaa syytä vuonna 1979. Vasta vuonna 2008 tähtitieteilijät tunnistivat neutronitähden, joka toimi pulsarin tavoin ja lähetti magneettisella voimalla toimivia purskeita. Tämä tapahtuma vahvisti magnetaarien olevan harvinainen neutronitähti. Vahvistettuja magnetaareja on yhteensä vain 31 (maaliskuussa 2020), noin 3 000 tunnetusta neutronitähdestä. Tämä on osoitus niiden harvinaisuudesta.

Ovatko magnetaarit vastuussa nopeista radiopurskeista?

Magnetaarit ovat myös nousseet tärkeimmiksi aiheuttajiksiNopeat radiopurskeet, tai FRB:t, ne arvoitukselliset millisekunnin pituiset radioaaltopulssit, jotka kuljettavat yhtä paljon energiaa kuin aurinkomme vapauttaa vuodessa! Viime aikoihin asti tähtitieteilijät luulivat, että kaikki FRB:t olivat luonteeltaan ekstragalaktisia, mutta huhtikuussa 2020 he havaitsivat FRB:n, joka oli peräisinoman Linnunrata-galaksimme sisällä. Tähtitieteilijät kiinnittivät sen sijainnin tunnettuun magnetaariin,SGR 1935 + 2154.

Toukokuussa 2021,NASA raportoiettä Hubble-avaruusteleskooppi oli tunnistanut neljä FRB:tä kaukaisten galaksien spiraalihaaroista. Näiden uskotaan saaneen alkunsa magnetaareista. Tämä oli tärkeä edistysaskel, sillä viime aikoihin asti FRB:iden tarkka sijainti osoittautui erittäin vaikeaksi määrittää, lähinnä niiden lyhyen, vain sekunnin tuhannesosan keston vuoksi. Lisäksi useimmat FRB:t eivät toistu, mikä tekee niiden sijainnin taivaalla ja etäisyyden tunnistamisen vaikeaksi.

Vielä ei tiedetä, kuinka ja miksi magnetaari voi tuottaa FRB:n.

Tiedemiehet havaitsivat 22. toukokuuta 2020, mikä saattaa olla magnetaarin muodostuminen - massiivinen, voimakkaasti magnetoitunut neutronitähti. Tutkijat uskovat, että kaksi neutronitähteä törmäsivät toisiinsa, mikä johti valtavaan räjähdykseen, joka mahdollisesti jätti jälkeensä magnetaarin jäännöksenä. Kuvan kauttaNASA/ ESA/ D. Player (STScI).

Magnetaarit ovat kosmisen eläintarhan outoja asukkaita, jotka tuottavat lähes käsittämättömiä määriä energiaa, jotka voidaan havaita kaikkialla universumissa. Vielä ei tiedetä, mikä luo heidän valtavat magneettikentänsä ja valtavat energiapurkaukset sähkömagneettisen spektrin poikki, mutta se on paljon aktiivisen tutkimuksen ala. Näyttää siltä, ​​​​että maailmankaikkeudella on vielä paljon näytettävää meille odottamattomien ja omituisten tiellä.

Bottom line: Magnetaarit ovat erityinen neutronitähti, joka sisältää erittäin voimakkaita magneettikenttiä. Lue niistä lisää täältä!