Magnetaarit: Neutronitähdet potkuineen

Neutronitähdet ovat oudot, arvoitukselliset esineet galaksissa. Niitä on tutkittu vuosikymmenien ajan, kun tähtitieteilijät saavat parempia instrumentteja, jotka pystyvät havaitsemaan ne. Ajattele värisevää, kiinteää neutronien palloa, joka on tiivistynyt tiiviisti kaupungin kokoiseen tilaan.

Erityisesti yksi luokka neutronitähteitä on erittäin kiehtova; heitä kutsutaan "magnetaareiksi". Nimi tulee siitä, mitä ne ovat: esineitä, joilla on erittäin voimakas magneettikenttä. Vaikka normaalilla neutronitähteillä itsessään on uskomattoman vahvat magneettikentät (luokkaa 10¹² Gauss, niille teistä, jotka haluavat seurata näitä asioita), magnetaarit ovat monta kertaa voimakkaampia. Voimakkaimmat niistä voivat olla ylöspäin TRILLION Gaussista! Vertailun vuoksi auringon magneettikentän voimakkuus on noin 1 Gauss; keskimääräinen kentänvoimakkuus maapallolla on puoli Gaussia. (Gauss on mittayksikkö, jota tutkijat käyttävät kuvaamaan magneettikentän voimakkuutta.)

Joten miten magnetaarit muodostuvat? Se alkaa neutronitähdillä. Ne luodaan, kun massiiviselta tähdeltä loppuu vetypolttoaine palamaan ytimeensä. Lopulta tähti menettää ulkokuorensa ja romahtaa. Tuloksena on

Supernovan aikana supermassiivisen tähden ydin puristuu palloksi vain noin 40 kilometrin (noin 25 mailia) poikki. Viimeisen katastrofaalisen räjähdyksen aikana ydin romahtaa vielä enemmän tekemällä uskomattoman tiheän pallon, jonka halkaisija on noin 20 km tai 12 mailia.

Että uskomaton paine saa vetyydyt absorboimaan elektroneja ja vapauttamaan neutriinoja. Sen jälkeen kun ydin on pudonnut, on neutronien (jotka ovat atomin ytimen komponentteja) massa uskomattoman korkealla painovoimalla ja erittäin vahvalla magneettikentällä.

Magneetin saamiseksi tarvitset hiukan erilaisia ​​olosuhteita tähtien ytimen romahtamisen aikana, jotka luovat lopullisen ytimen, joka pyörii hyvin hitaasti, mutta jolla on myös paljon voimakkaampi magneettikenttä.

Muutamia tusinaa tunnettuja magnetaareja on havaittu, ja muita mahdollisia tutkitaan edelleen. Lähimpien joukossa on tähtiryhmä, joka löydetään noin 16 000 valovuoden päässä meistä. Klusterin nimi on Westerlund 1, ja se sisältää joitain massiivisimmista pääsekvenssitähteistä universumi. Jotkut näistä jättiläisistä ovat niin suuria, että niiden ilmapiiri päästäisi Saturnin kiertoradalle, ja monet ovat yhtä valoisia kuin miljoona aurinkoa.

Tähän klusteriin kuuluvat tähdet ovat melko epätavallisia. Koska ne kaikki ovat 30–40-kertaisia ​​auringon massaan verrattuna, se tekee klusterista myös melko nuoren. (Massiivisemmat tähdet ikääntyvät nopeammin.) Mutta tämä tarkoittaa myös, että tähdet, jotka ovat jo poistuneet pääsekvenssi sisälsi vähintään 35 aurinko massaa. Tämä ei sinänsä ole hätkähdyttävä löytö, mutta siitä seuraava magneetin havaitseminen Westerlund 1: n keskellä lähetti vapinaa tähtitieteen maailman kautta.

Tavanomaisesti neutronitähdet (ja siksi magnetaarit) muodostuvat, kun 10-25 aurinkomassatähteä poistuu pääsekvenssistä ja kuolee massiivisessa supernoovassa. Koska kaikki Westerlund 1: n tähdet ovat muodostuneet melkein samaan aikaan (ja ottaen huomioon massa on vanhenemisnopeuden avaintekijä) alkuperäisen tähden on oltava yli 40 aurinkoista massoja.

Ei ole selvää, miksi tämä tähti ei romahtanut mustaan ​​reikään. Yksi mahdollisuus on, että ehkä magnetaarit muodostuvat täysin eri tavalla kuin normaalit neutronitähdet. Ehkä siellä oli seuratähti, joka oli vuorovaikutuksessa kehittyvän tähden kanssa, mikä sai sen kuluttamaan suuren osan energiasta ennenaikaisesti. Suurin osa esineen massasta on saattanut karkaa, jättäen liian vähän taaksepäin voidakseen kehittyä kokonaan mustaksi reikäksi. Seuraajaa ei kuitenkaan löydy. Tietysti, seuratähti olisi voinut tuhoutua energeettisten vuorovaikutusten aikana magnetaarin edeltäjän kanssa. Tähtitieteilijöiden on selvästi tutkittava näitä esineitä ymmärtääksesi paremmin niitä ja niiden muotoa.

Magnetaari syntyy kuitenkin, sen uskomattoman voimakas magneettikenttä on sen määrittelevin ominaisuus. Jopa 600 mailin etäisyydellä magneettista, kentän voimakkuus olisi niin suuri, että se kirjaimellisesti repi ihmisen kudoksen toisistaan. Jos magneetti kelluisi puolivälissä maan ja Kuun välillä, sen magneettikenttä olisi riittävän vahva nousemaan metalliesineitä, kuten kynää tai paperiliittimiä taskuistasi, ja demagnetoi kokonaan kaikki luottokortit Maan. Ei siinä kaikki. Ympäröivä säteilyympäristö olisi uskomattoman vaarallinen. Nämä magneettikentät ovat niin voimakkaita, että hiukkasten kiihtyvyys tuottaa helposti röntgenpäästöt ja gamma-ray- fotonit, korkeimman energian valo maailmankaikkeus.

Toimittanut ja päivittänyt Carolyn Collins Petersen.