Русская Википедия:Магнетар
Магнета́р или магнита́р[1] — нейтронная звезда, обладающая исключительно сильным магнитным полем (до 1011 Тл). Теоретически существование магнетаров было предсказано в 1992 году, а первое свидетельство их реального существования получено в 1998 году при наблюдении мощной вспышки гамма- и рентгеновского излучения от источника SGR 1900+14 в созвездии Орла. Однако вспышку, которую наблюдали ещё 5 марта 1979 года, тоже связывают с магнетаром. Время жизни магнетаров составляет около 1 млн лет[2]. У магнетаров сильнейшее магнитное поле во Вселенной[3].
Описание
Магнетары являются малоизученным типом нейтронных звёзд по причине того, что немногие находятся достаточно близко к Земле. Магнетары в диаметре насчитывают около 20—30 км, однако массы большинства превышают массу Солнца. Магнетар настолько сжат, что горошина его материи весила бы более 100 миллионов тонн[4]. Большинство из известных магнетаров вращаются очень быстро, как минимум несколько оборотов вокруг оси в секунду[5]. Наблюдаются в гамма-излучении, близком к рентгеновскому, а радиоизлучение они не испускают[6]. Жизненный цикл магнетара достаточно короток. Их сильные магнитные поля исчезают по прошествии примерно 10 тыс. лет, после чего их активность и излучение рентгеновских лучей прекращается. Согласно одному из предположений, в нашей Галактике за всё время её существования могло сформироваться до 30 миллионов магнетаров[7]. Магнетары образуются из массивных звёзд с начальной массой около 40 М☉[8].
Первая известная мощная вспышка с последующими пульсациями гамма-излучения была зафиксирована 5 марта 1979 года во время эксперимента «Конус», проводившегося на АМС «Венера-11» и «Венера-12» и считается первым наблюдением гамма-пульсара, связываемого ныне с магнетаром[9]Шаблон:Rp. Впоследствии такие выбросы фиксировались различными спутниками в 1998 и 2004 годах.
Модель магнетара
Количество энергии, которое выбрасывается при обычной вспышке, длящейся несколько десятых долей секунды, сравнимо с количеством, которое Солнце излучает за целый год. Эти невероятные выбросы энергии могут быть вызваны «звездотрясениями» — процессами разрыва твёрдой поверхности (коры) нейтронной звезды и выброса из её недр мощных потоков протонов, которые захватываются магнитным полем и излучают в гамма- и рентгеновских областях электромагнитного спектра.
Для объяснения этих вспышек была предложена концепция магнетара — нейтронной звезды с чрезвычайно мощным магнитным полем. Если нейтронная звезда рождается, быстро вращаясь, то совместное влияние вращения и конвекции, которая играет важную роль в первые несколько секунд существования нейтронной звезды, может создать мощное магнитное поле в результате сложного процесса, известного как «активное динамо» (аналогично тому, как магнитное поле создаётся внутри Земли и Солнца). Теоретики были удивлены, что такое динамо, работая в горячей (~ 1010 K) сердцевине нейтронной звезды, может создавать магнитное поле с магнитной индукцией ~ 1015 Гс. После охлаждения (через несколько десятков секунд), конвекция и динамо прекращают своё действие.
Другим типом объектов, которые излучают мощное рентгеновское излучение во время периодических взрывов, являются так называемые аномальные рентгеновские пульсары — AXP (Anomalous X-ray Pulsars). SGR и AXP характеризуются более длинными периодами обращения (2-12 с), чем большинство обычных радиопульсаров. В настоящее время считается, что SGR и AXP представляют единый класс объектов (на 2015 год известно около 20 представителей этого класса)[10][11].
Известные магнетары
По состоянию на август 2021 года известно тридцать магнетаров, из которых двадцать четыре являются общепризнанными у астрономов, а ещё шесть кандидатов ожидают подтверждения[12].
Примеры известных магнетаров:
- SGR 1806-20, расположенный на расстоянии около 50 тысяч световых лет от Земли на противоположной стороне нашей Галактики Млечный Путь в созвездии Стрельца. 27 декабря 2004 года, излучение от взрыва на поверхности SGR 1806-20 достигло Земли. В гамма-диапазоне взрыв был ярче полной луны. Магнетар за одну десятую долю секунды испустил больше энергии (1,3Шаблон:E Дж), чем Солнце испускает за 100 000 лет (4Шаблон:EВт×3,2Шаблон:E сек = 1,3Шаблон:EДж). Такой всплеск считается крупнейшим взрывом в галактике после того, как взорвалась сверхновая SN 1604, которую наблюдал Иоганн Кеплер в 1604 году.
- SGR 1900+14, отдалённый на 20 тысяч световых лет, находящийся в созвездии Орла. После длительного периода низких эмиссионных выбросов (существенные взрывы только в 1979 и 1993 годах) активизировался в мае-августе 1998 года, и взрыв, обнаруженный 27 августа 1998 г., имел достаточную силу, чтобы заставить выключиться космический аппарат NEAR Shoemaker в целях предотвращения ущерба. 29 мая 2008 года телескоп НАСА «Спитцер» обнаружил кольца материи вокруг этого магнетара. Считается, что это кольцо образовалось при взрыве, наблюдавшемся в 1998 году[13].
- 1E 1048.1-5937 — аномальный рентгеновский пульсар, расположенный в 9 тысячах световых лет в созвездии Киль. Звезда, из которой сформировался магнетар, имела массу в 30—40 раз больше, чем у Солнца.
По состоянию на сентябрь 2008, ESO сообщает об идентификации объекта, который изначально считали магнетаром, SWIFT J195509+261406; первоначально он был выявлен по гамма-всплескам (GRB 070610).
В декабре 2017 г. международной группой учёных-астрономов подтверждено, что в центре сверхновой DES16C2nm также находится магнетар[14][15].
Полный список приведён в каталоге магнетаров[16].
В марте 2020 года был обнаружен аномальный магнетар SWIFT J1818.0-1607.
Самое сильное магнитное поле (1,6 млрд Тесла) — бинарная звёздная система, известная как Swift J0243.6+6124, в нашей галактике.[17]
Примечания
Литература
- Шаблон:Статья
- Шаблон:Книга
- Шаблон:СтатьяШаблон:Недоступная ссылка
- Peter Douglas Ward, Donald Brownlee Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe. Springer, 2000. ISBN 0-387-98701-0.
- Chryssa Kouveliotou The Neutron Star-Black Hole Connection. Springer, 2001. ISBN 1-4020-0205-X.
- NASA Astrophysics Data System (ADS): Katz, J. I., Ap.J. 260, 371 (1982)
- NASA ADS, 1999: Discovery of a Magnetar Associated with the Soft Gamma Repeater SGR 1900+14
- Chryssa Kouveliotou, Robert Duncan, and Christopher Thompson, "Magnetars, " Scientific American, Feb. 2003, pp. 34-41 (PDF)
- Шаблон:Статья
- Strange Pulsing Star Puzzles Astronomers — A magnetar found to emit radio waves, contrary to previous theories.
- 04/04/07: X-ray Satellites Catch Magnetar in Gigantic Stellar 'Hiccup'
Ссылки
- Шаблон:Cite news
- Шаблон:Cite news
- Creation of magnetars solved Formed when the biggest stars explodeШаблон:Ref-en
- NASA: «Magnetar» discovery solves 19-year-old mysteryШаблон:Ref-en /вебархив/
- Robert C. Duncan, University of Texas at Austin: 'Magnetars', Soft Gamma Repeaters & Very Strong Magnetic FieldsШаблон:Ref-en /вебархив/
- ↑ В современной русскоязычной литературе формы написания через «е» и через «и» конкурируют. В популярной литературе и новостных лентах преобладает калька с Шаблон:Lang-en — «магнетар», тогда как специалисты в последнее время склоняются к написанию «магнитар» (см., напр., Потехин А. Ю. Физика нейтронных звёзд // Успехи физических наук, т. 180, с. 1279—1304 (2010)). Аргументы в пользу такого написания приведены, например, в обзоре С. Б. Попова и М. Е. Прохорова (см. список литературы).
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ В реальности вещество не может иметь такую плотность при недостаточно большой массе тела. Если из нейтронной звезды выделить часть размером с горошину и обособить его от всего остального её вещества, то оставшаяся масса не сможет удержать прежнюю плотность, и «горошина» станет взрывообразно расширяться.
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Citeweb
- ↑ Астрономы нашли самое сильное магнитное поле. И его обладатель – нейтронная звезда Шаблон:Wayback // Ferra.ru, 15 июля 2022
Шаблон:Выбор языка Шаблон:Белый карлик