Magnetar

Magnetar eller magnetar [1]  är en neutronstjärna med ett exceptionellt starkt magnetfält (upp till 10 11 T ). Teoretiskt förutspåddes förekomsten av magnetarer 1992 , och det första beviset på deras verkliga existens erhölls 1998 när man observerade en kraftfull skur av gamma- och röntgenstrålning från källan SGR 1900+14 i konstellationen Aquila . Blixten, som observerades den 5 mars 1979, är dock också förknippad med en magnetar. Magnetarernas livslängd är cirka 1 miljon år [2] . Magnetarer har det starkaste magnetfältet i universum [3] .

Beskrivning

Magnetarer är en dåligt förstådd typ av neutronstjärna på grund av att få är tillräckligt nära jorden . Magneter är cirka 20-30 km i diameter, men massorna av de flesta överstiger solens massa . Magnetaren är så komprimerad att en ärta av dess materia skulle väga mer än 100 miljoner ton [4] . De flesta av de kända magnetarerna roterar mycket snabbt, åtminstone några varv runt axeln per sekund [5] . De observeras i gammastrålning , nära röntgenstrålning , och de sänder inte ut radiostrålning [6] . Livscykeln för en magnetar är ganska kort. Deras starka magnetfält försvinner efter cirka 10 tusen år, varefter deras aktivitet och emissionen av röntgenstrålar upphör. Enligt ett av antagandena kan upp till 30 miljoner magnetarer bildas i vår galax under hela dess existens [7] . Magnetarer bildas av massiva stjärnor med en initial massa på cirka 40 M ☉ [8] .

Den första kända kraftfulla blossen följt av gammastrålpulseringar registrerades den 5 mars 1979, under "Konus"-experimentet, utfört på " Venera-11 " och " Venera-12 " AMS och anses vara den första observationen av en gammastrålpulsar, nu associerad med en magnetar [9] :35 . Därefter registrerades sådana utsläpp av olika satelliter 1998 och 2004 .

Magnetmodell

Mängden energi som frigörs i en typisk blixt, som varar några tiondelar av en sekund, är jämförbar med den mängd som solen sänder ut under ett helt år. Dessa otroliga energiutsläpp kan orsakas av "stjärnbävningar" - processerna för brott av den fasta ytan (skorpan) hos en neutronstjärna och frigörandet av kraftfulla protonströmmar från dess inre, som fångas av magnetfältet och sänder ut i gamma. och röntgenområden i det elektromagnetiska spektrumet.

För att förklara dessa flare föreslogs konceptet med en magnetar, en neutronstjärna med ett extremt kraftfullt magnetfält. Om en neutronstjärna föds medan den snurrar snabbt, kan den kombinerade effekten av rotation och konvektion, som spelar en viktig roll under de första sekunderna av en neutronstjärnas existens, skapa ett kraftfullt magnetfält genom en komplex process som kallas "aktiv" dynamo" (liknar hur ett magnetfält skapas inuti jorden och solen). Teoretiker var förvånade över att en sådan dynamo, som arbetar i den heta (~ 10 10 K) kärnan av en neutronstjärna, kan skapa ett magnetfält med en magnetisk induktion på ~ 10 15 Gs. Efter kylning (efter flera tiotals sekunder) stoppar konvektion och dynamo sin verkan.

En annan typ av föremål som avger kraftfulla röntgenstrålar vid periodiska explosioner är de så kallade anomala röntgenpulsarerna – AXP (Anomalous X-ray Pulsars). SGR och AXP har längre omloppsperioder (2-12 s) än de flesta konventionella radiopulsarer. Man tror för närvarande att SGR och AXP representerar en enda klass av objekt (från 2015 är cirka 20 representanter för denna klass kända) [10] [11] .

Anmärkningsvärda magneter

Från och med augusti 2021 är trettio magnetarer kända, varav tjugofyra är allmänt accepterade av astronomer, och ytterligare sex kandidater väntar på bekräftelse [12] .

Exempel på kända magnetarer:

• SGR 1806-20 , belägen cirka 50 000 ljusår från jorden på motsatt sida av vår Vintergatans galax i stjärnbilden Skytten . Den 27 december 2004 nådde strålning från en explosion på ytan av SGR 1806-20 jorden. I gammaområdet var explosionen ljusare än fullmånen. Magnetaren avgav mer energi på en tiondels sekund (1,3⋅10 39 J ) än vad solen sänder ut på 100 000 år (4⋅10 26 W ×3,2⋅10 12 sek = 1,3⋅10 39 J). En sådan explosion tros vara den största explosionen i galaxen sedan supernovan SN 1604 , observerad av Johannes Kepler 1604, exploderade .
• SGR 1900 + 14 , 20 tusen ljusår bort, belägen i stjärnbilden Örnen . Efter en lång period av låga utsläpp (betydande explosioner endast 1979 och 1993), intensifierades den i maj-augusti 1998, och explosionen, som upptäcktes den 27 augusti 1998, var tillräckligt stark för att tvinga rymdfarkosten NEAR Shoemaker att stänga av i för att förhindra skada. Den 29 maj 2008 upptäckte NASA :s Spitzer Telescope ringar av materia runt denna magnetar. Man tror att denna ring bildades under explosionen som observerades 1998 [13] .
• 1E 1048.1-5937  är en anomal röntgenpulsar belägen 9 tusen ljusår i stjärnbilden Carina . Stjärnan som magnetaren bildades av hade en massa som var 30-40 gånger större än solens.

I september 2008 rapporterar ESO identifieringen av ett föremål som ursprungligen troddes vara en magnetar, SWIFT J195509+261406 ; det upptäcktes ursprungligen från gammastrålningskurar (GRB 070610).

I december 2017 bekräftade en internationell grupp av astronomer att det också finns en magnetar i centrum av supernovan DES16C2nm [14] [15] .

En komplett lista finns i katalogen över magnetarer [16] .

I mars 2020 upptäcktes den anomala magnetaren SWIFT J1818.0-1607 .

Det starkaste magnetfältet (1,6 miljarder Tesla) är ett binärt stjärnsystem känt som Swift J0243.6+6124 i vår galax . [17]

Anteckningar

1. ↑ I modern ryskspråkig litteratur konkurrerar formerna av att skriva genom "e" och genom "och". Spårpapper från engelska  råder i populärlitteratur och nyhetsflöden . magnetar  - " magnetar " , medan specialister nyligen har varit benägna att skriva " magn och tjära " ( se till exempel Potekhin A. Yu. Physics of neutron stars // Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 180, s. 1279 —1304 ( 2010)). Argument för en sådan stavning ges till exempel i recensionen av S. B. Popov och M. E. Prokhorov (se referenser).
2. ↑ FAQ: Magnitars . 10 fakta om de mest ovanliga typerna av neutronstjärnor från Sergey Popov . Postnauka.ru (19 oktober 2015) . Hämtad 27 september 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2019. (ryska)
3. ↑ Stjärnhybrid: Pulsar plus magnetar . Populär mekanik . Populär mekanik (31 mars 2008). Hämtad 27 september 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2019. (ryska)
4. ↑ I verkligheten kan ett ämne inte ha en sådan täthet med en otillräckligt stor kroppsmassa. Om en del av ärtstorlek isoleras från en neutronstjärna och separeras från resten av dess substans, kommer den återstående massan inte att kunna behålla sin tidigare densitet, och "ärtan" kommer att expandera explosivt.
5. ↑ Mark A. Garlick. Magnetar (1999)  (engelska) . www.space-art.co.uk . Hämtad 17 december 2007. Arkiverad från originalet 14 december 2007.
6. ↑ Ginzburg V. L. "Fysiskt minimum" i början av XXI-talet . elementy.ru . "Elements of Big Science" (21 mars 2005). Hämtad 27 september 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2019. (ryska)
7. ↑ Robert C. Duncan. Magneter , mjuka gammarepeterare och mycket starka magnetfält  . Hemsida för Robert Duncan . Robert C. Duncan, University of Texas i Austin (1998). Hämtad 4 augusti 2009. Arkiverad från originalet 27 februari 2012.
8. ↑ Europeiskt sydobservatorium. Hur mycket massa gör ett svart hål?  (engelska) . www.spaceref.com (19 augusti 2010). Tillträdesdatum: 27 september 2019.
9. ↑ Alexey Poniatov. Impulsiv  // Vetenskap och liv . - 2018. - Nr 10 . - S. 26-37 . (ryska)
10. ↑ Potekhin A.Y., De Luca A., Pons J.A. Neutronstjärnor—Thermal Emitters  (Eng.)  // Space Sci. Varv. : tidning. - N. Y .: Springer, 2015. - Oktober ( vol. 191 , utgåva 1 ). - S. 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. Varv. : tidning. - N. Y .: Springer, 2015. - Oktober ( vol. 191 , utgåva 1 ). - s. 315-338 . - doi : 10.1007/s11214-015-0146-y . - arXiv : 1503.06313 .
12. ↑ McGill SGR/AXP Online-katalog . Hämtad 26 januari 2021. Arkiverad från originalet 23 juli 2020. (obestämd)
13. ↑ Strange Ring Found Around Dead Star  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . NASA Science (29 maj 2008). Hämtad 29 maj 2008. Arkiverad från originalet 16 maj 2016.
14. ↑ Ruslan Zorab. En magnetar har hittats i mitten av den mest avlägsna hypernovan . naked-science.ru _ Naken Science (21 februari 2018). Hämtad 13 mars 2018. Arkiverad från originalet 13 mars 2018. (ryska)
15. ↑ M. Smith, M. Sullivan, R. C. Nichol, L. Galbany, C. B. D'Andrea. Studerar det ultravioletta spektrumet av den första spektroskopiskt bekräftade supernovan vid rödförskjutning två  //  The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2018-02-08. — Vol. 854 , utg. 1 . — S. 37 . — ISSN 1538-4357 . doi : 10.3847 /1538-4357/aaa126 . Arkiverad från originalet den 17 december 2019.
16. ↑ McGill Online Magnetar  Catalog . http://www.physics.mcgill.ca . McGill Pulsar Group (Senast ändrad: 2016-03-24). Hämtad 17 december 2007. Arkiverad från originalet 23 juli 2020.
17. ↑ Astronomer har hittat det starkaste magnetfältet. Och dess ägare är en neutronstjärna // Ferra.ru , 15 juli 2022

Litteratur

• Popov S. B. , Prokhorov M. E. Astrofysik för enstaka neutronstjärnor: radiotysta neutronstjärnor och magnetarer  // Trudy SAISH. - M. : GAISH MGU, 2003. - T. 72 . — ISSN 0371-6791 . Arkiverad från originalet den 5 oktober 2016. (ryska)
• Popov S. B. Superobjekt. Stjärnor är lika stora som en stad. — M. : Alpina facklitteratur, 2019. — 240 sid. - 3000 exemplar.  - ISBN 978-5-91671-490-6 . (ryska)
• Mereghetti S. De starkaste kosmiska magneterna: mjuka gammastrålningsrepeaters och anomala röntgenpulsarer  //  The Astronomy and Astrophysics Review. - 2008. - Vol. 15 , nr. 4 . - s. 225-287 . — ISSN 0935-4956 . - doi : 10.1007/s00159-008-0011-z .  (inte tillgänglig länk)
• Peter Douglas Ward, Donald Brownlee Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe . Springer, 2000. ISBN 0-387-98701-0 .
• Chryssa Kouveliotou Neutron Star-Black Hole Connection . Springer, 2001. ISBN 1-4020-0205-X .
• NASA Astrophysics Data System (ADS): Katz, JI, Ap.J. 260, 371 (1982)
• NASA ADS, 1999: Upptäckten av en magnet associerad med den mjuka gammarepeteraren SGR 1900+14
• Chryssa Kouveliotou, Robert Duncan och Christopher Thompson, "Magnetars," Scientific American, feb. 2003, sid. 34-41 (PDF)
• Robert C. Duncan och Christopher Thompson. Bildning av mycket starkt magnetiserade neutronstjärnor: konsekvenser för gammastrålning  // Astronomical Journal  :  journal. - 1992. - 10 juni ( vol. 392 , nr 1 ). -P.L9- L13 .
• Konstiga pulserande stjärnpussel Astronomer — En magnetar som har visat sig sända ut radiovågor, i motsats till tidigare teorier.
• 04/04/07: Röntgensatelliter fångar magneter i Gigantic Stellar 'Hiccup'

Länkar

• Origin of magnetars , CNN (2 februari 2005).
• The Brightest Blast , Sky and Telescope (18 februari 2005). Arkiverad från originalet den 16 maj 2008. Hämtad 17 april 2009.
• Skapande av magnetarer lösta Bildades när de största stjärnorna exploderar 
• NASA: Upptäckten "Magnetar" löser 19-årigt mysterium  (eng.) /webarchive/
• Robert C. Duncan, University of Texas i Austin : "Magnetars", Soft Gamma Repeaters & Very Strong Magnetic Fields  / webarchive/

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk stor kines stor kines Stor norsk Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 1168430526