Orbitiniai teleskopai „ XMM-Newton“ ir „Integral“ jau kuris laikas įdėmiai stebi vienus iš keisčiausių Visatos objektų – magnetarus. Paskutiniai stebėjimų duomenys mokslininkus nudžiugino – jie puikiai sutapo su kol kas tik teoriniu magnetarų modeliu.
Dažnam skaitytojui magnetaro pavadinimas turbūt ne daug ką sako. Žiūrint iš mokslinės klasifikacijos pozicijų, tai yra neutroninės žvaigždės tipas, turintis labai stiprų magnetinį lauką.
Neutroninės žvaigždės - vieno paskutiniųjų evoliucijos etapų žvaigždės. Evoliucijos pabaigoje labai stambios žvaigždės susprogsta – jų šviesumas staiga padidėja kelis šimtus milijonų kartų (daugiau kaip 20 ryškių). Sprogusios supernovos vietoje atsiranda ūkas (pluoštinis ūkas arba plerionas) ir susiformuoja neutroninė žvaigždė arba juodoji skylė.
Magnetaras dailininko akimis.
Supernovos sprogimas nuneša didesnę dalį medžiagos, paliekant tiktai karštą, didelio tankio šerdį. Jei žvaigždės masė nesiekia dviejų Saulės masių, ji virsta neutronine žvaigžde. Žvaigždės šerdis dėl gravitacinio kolapso (kosminio objekto traukimasis dėl jo dedamųjų dalių tarpusavio gravitacijos) susispaudžia iki sunkiai suvokiamo lygio – jos branduolio medžiaga tampa „išsigimusia“: elektronai prispaudžiami prie protonų ir su jais susijungia ir visas branduolys susideda praktiškai vien iš neutronų. Tokios medžiagos valgomasis šaukštelis gali sverti šimtus milijonų tonų.
XMM-Newton teleskopas
Tad nekeista, jog neutroninės žvaigždės matmenys – keliasdešimt kilometrų, o masė svyruoja tarp 1,4-3 Saulės masių. Žvaigždės paviršius dėl mažesnės gravitacijos išsaugo įprastinį materijos pavidalą ir sudaro savotišką ~1 km storio paviršinį geležies branduolių sluoksnį.
Orbitinis „XMM-Newton“ teleskopas.
Neutroninės žvaigždės spinduliuoja visų bangų ilgių elektromagnetines bangas – nuo radijo iki gama spindulių. Lengviausiai tokio tipo žvaigždės atrandamos pagal periodiškai pasikartojančius radijo bangų impulsus. Dar vienas išskirtinis neutroninių žvaigždžių požymis – labai didelis sukimosi greitis (gali siekti net 300-1000 Hz) ir stiprus magnetinis laukas. Tačiau kai kurių neutroninių žvaigždžių magnetinio lauko stiprumas yra tiesiog neįtikėtinas ir siekia iki 1011 teslų. Tokio stiprumo magnetinis laukas gali nužudyti visą mums įprastą gyvybę kelių tūkstančių kilometrų atstumu, jo įvairaus lygio poveikis pastebimas milijonų kilometrų atstumu. Štai tokios neutroninės žvaigždės yra vadinamos magnetarais.
Magnetarais tampa daug masyvesnės už Saulę žvaigždės. Magnetaro gyvavimo trukmė yra trumpa - magnetinis laukas išnyksta per 10 tūkstančių metų. Jam išsekus, pasibaigia rentgeno ir gama spindulių emisija. Mokslininku manymu mūsų galaktikoje yra virš 30 milijonų tokių savo gyvavimo laikotarpį baigusių žvaigždžių. Dabartiniu metu aktyvių magnetarų yra pastebėta apie 150.
Viršutinis magnetaro sluoksnis susideda iš geležies branduolių – astrofizikų sudarytas modelis teigė, jog dėl didelio magnetinio lauko stiprumo jis gali suktis. Susiformuoja sistema, panaši į įprastinio generatoriaus – laidininkas, besisukantis magnetiniame lauke. Natūralu, jog turėtų formuotis elektros srovė – savotiškas elektronų debesis, judantis magnetaro išorėje. Tekanti srovė sukuria magnetinį lauką, kuris sumuojasi su vidine žvaigždės radiacija ir taip susidaro įspūdingas, bet gyvybę „šienaujantis“ magnetaro spinduliavimas.
Žinoma, šio modelio laboratorinėse sąlygose niekaip nepatikrinsi, tad kol kas tai tebuvo teoriniai samprotavimai. Ir tik dabar mokslininkai, vadovaujami Nanda Rea, gavo duomenis iš orbitinių teleskopų „XMM-Newton“ ir „Integral“, kuriuose matyti magnetarus supantis elektronų debesis. Taigi, teorinis mokslininkų modelis apie magnetarų struktūrą pasitvirtino – na bent jau pagal išorinio elektronų debesies požymį.
