Interested Article - Магнетар

doriana
  • 2021-04-26
  • 1

Магнетар в представлении художника. На рисунке видно магнитное поле нейтронной звезды.

Магнета́р или магнита́р — нейтронная звезда , обладающая исключительно сильным магнитным полем (до 10 11 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 . У магнетаров сильнейшее магнитное поле во Вселенной .

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 . Большинство из известных магнетаров вращаются очень быстро, как минимум несколько оборотов вокруг оси в секунду . Наблюдаются в гамма-излучении , близком к рентгеновскому , а радиоизлучение они не испускают . 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 . Магнетары образуются из массивных звёзд с начальной массой около 40 М ☉ .

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 :35 . 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 (~ 10 10 K) сердцевине нейтронной звезды, может создавать магнитное поле с магнитной индукцией ~ 10 15 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) .

Известные магнетары

27 декабря 2004 года , всплеск гамма-лучей , прибывших в нашу Солнечную систему от SGR 1806-20 ( изображено в представлении художника ). Взрыв был настолько мощным, что воздействовал на атмосферу Земли на расстоянии свыше 50 000 световых лет .

По состоянию на август 2021 года известно тридцать магнетаров, из которых двадцать четыре являются общепризнанными у астрономов, а ещё шесть кандидатов ожидают подтверждения .

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 (1,3⋅10 39 Дж ), чем Солнце испускает за 100 000 лет (4⋅10 26 Вт ×3,2⋅10 12 сек = 1,3⋅10 39 Дж). 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 .
  • — 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, ; первоначально он был выявлен по гамма-всплескам (GRB 070610).

В декабре 2017 г. международной группой учёных-астрономов подтверждено, что в центре сверхновой также находится магнетар .

Полный список приведён в каталоге магнетаров .

В марте 2020 года был обнаружен аномальный магнетар .

Самое сильное магнитное поле (1,6 млрд Тесла) — бинарная звёздная система, известная как Swift J0243.6+6124, в нашей галактике .

Примечания

Комментарии
  1. В современной русскоязычной литературе формы написания через «е» и через «и» конкурируют. В популярной литературе и новостных лентах преобладает калька с англ. magnetar — « магн е тар », тогда как специалисты в последнее время склоняются к написанию « магн и тар » (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).
  2. 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.
Источники
  1. . 10 фактов о самых необычных типах нейтронных звезд от Сергея Попова . Postnauka.ru (19 октября 2015). Дата обращения: 27 сентября 2019. 27 сентября 2019 года.
  2. . Популярная механика . Популярная механика (31 марта 2008). Дата обращения: 27 сентября 2019. 27 сентября 2019 года.
  3. Mark A. Garlick. (англ.) . www.space-art.co.uk . Дата обращения: 17 декабря 2007. 14 декабря 2007 года.
  4. Гинзбург В. Л. . elementy.ru . «Элементы большой науки» (21 марта 2005). Дата обращения: 27 сентября 2019. 27 сентября 2019 года.
  5. Robert C. Duncan. (англ.) . Home Page of Robert Duncan . Robert C. Duncan, University of Texas at Austin (1998). Дата обращения: 4 августа 2009. 27 февраля 2012 года.
  6. European Southern Observatory. (англ.) (недоступная ссылка — ) . www.spaceref.com (19 августа 2010). Дата обращения: 27 сентября 2019.
  7. Алексей Понятов. Импульсивная // Наука и жизнь . — 2018. — № 10 . — С. 26—37 .
  8. Potekhin A.Y.., De Luca A., Pons J.A. (англ.) // Space Sci. Rev. : журнал. — N. Y. : Springer, 2015. — October ( vol. 191 , iss. 1 ). — P. 171—206 . — doi : . — arXiv : . 5 июня 2018 года.
  9. Mereghetti S., Pons J.A., Melatos A. (англ.) // Space Sci. Rev. : журнал. — N. Y. : Springer, 2015. — October ( vol. 191 , iss. 1 ). — P. 315—338 . — doi : . — arXiv : . 8 июня 2018 года.
  10. . Дата обращения: 26 января 2021. 23 июля 2020 года.
  11. (англ.) . NASA Science (29 мая 2008). Дата обращения: 29 мая 2008. Архивировано из 16 мая 2016 года.
  12. Руслан Зораб. . naked-science.ru . Naked Science (21 февраля 2018). Дата обращения: 13 марта 2018. 13 марта 2018 года.
  13. M. Smith, M. Sullivan, R. C. Nichol, L. Galbany, C. B. D'Andrea. (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2018-02-08. — Vol. 854 , iss. 1 . — P. 37 . — ISSN . — doi : . 17 декабря 2019 года.
  14. (англ.) . . McGill Pulsar Group (24 марта 2016). Дата обращения: 17 декабря 2007. 23 июля 2020 года.
  15. от 22 июля 2022 на Wayback Machine // Ferra.ru , 15 июля 2022

Литература

  • Попов С. Б. , Прохоров М. Е. // Труды ГАИШ. — М. : ГАИШ МГУ, 2003. — Т. 72 . — ISSN . 5 октября 2016 года.
  • Попов С. Б. Суперобъекты. Звезды размером с город . — М. : Альпина нон-фикшн, 2019. — 240 с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-91671-490-6 .
  • Mereghetti S. (англ.) // (англ.) ( . — 2008. — Vol. 15 , no. 4 . — P. 225—287 . — ISSN . — doi : . (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):
  • (PDF)
  • Robert C. Duncan and Christopher Thompson. (англ.) // Astronomical Journal : journal. — 1992. — 10 June ( vol. 392 , no. 1 ). — P. L9—L13 .
  • — A magnetar found to emit radio waves, contrary to previous theories.

Ссылки

  • . CNN. 2005-02-02.
  • . Sky and Telescope. 2005-02-18. из оригинала 16 мая 2008 . Дата обращения: 17 апреля 2009 .
  • Formed when the biggest stars explode (англ.)
  • (англ.) /вебархив/
  • Robert C. Duncan, University of Texas at Austin : (англ.) /вебархив/
Источник —

doriana
  • 2021-04-26
  • 1
  • Tags:

Same as Магнетар

The title for the last searches