Magnetaarid: löögiga neutrontähed

Neutronitähed on galaktikas imelikud ja mõistatuslikud objektid. Neid on uuritud aastakümneid, kuna astronoomid saavad paremad instrumendid, mis suudavad neid jälgida. Mõelge värisevale kindlale neutronite kuulile, mis on tihedalt kokku surutud linna suurusesse ruumi.

Eriti üks neutronitähtede klass on väga intrigeeriv; neid nimetatakse "magnetaarideks". Nimi pärineb sellest, mis need on: eriti võimsate magnetväljadega objektid. Kui normaalsetel neutrontähtedel endil on uskumatult tugevad magnetväljad (suurusjärgus 10 mm)¹² Gauss, nende jaoks, kellele meeldib neid asju jälgida), on magnetaarid mitu korda võimsamad. Kõige võimsamad neist võivad olla triljonist Gaussist ülespoole! Võrdluseks - Päikese magnetvälja tugevus on umbes 1 Gauss; keskmine väljatugevus Maal on pool Gaussi. (Gauss on mõõtühik, mida teadlased kasutavad magnetvälja tugevuse kirjeldamiseks.)

Niisiis, kuidas magnetaarid moodustuvad? See algab neutronitähega. Need tekivad siis, kui massilisel tähe otsa tuumas põlevad vesinikkütused. Lõpuks kaotab täht oma välisümbriku ja variseb kokku. Tulemuseks on

Supernoova ajal saab supermassiivse tähe tuum ümber ainult kuuli, mille läbimõõt on umbes 40 kilomeetrit (umbes 25 miili). Lõpliku katastroofilise plahvatuse ajal variseb südamik veelgi, muutes umbes 20 km või 12 miili läbimõõduga uskumatult tiheda kuuli.

See uskumatu rõhk põhjustab vesiniku tuumade elektronide absorbeerimise ja neutrinode vabanemise. See, mis pärast tuuma variseb, on neutronite (mis on aatomituuma komponendid) mass, millel on uskumatult suur gravitatsioon ja väga tugev magnetväli.

Magneti saamiseks vajate tähesüdamiku kokkuvarisemise ajal pisut erinevaid tingimusi, mis loovad lõpliku südamiku, mis pöörleb väga aeglaselt, kuid millel on ka palju tugevam magnetväli.

Vaadeldatud on paarkümmend teadaolevat magnetaari ning teisi võimalikke uuritakse alles praegu. Kõige lähedasem on üks, mis on avastatud meist umbes 16 000 valgusaasta kaugusel asuvas täheparves. Klastrit nimetatakse Westerlund 1 ja see sisaldab mõnda kõige massiivsemat põhijada tähte universum. Mõned neist hiiglastest on nii suured, et nende atmosfäär jõuaks Saturni orbiidile ja paljud on sama helendavad kui miljon Päikest.

Selle klastri tähed on üsna erakordsed. Kuna need kõik on Päikese massist 30–40 korda suuremad, muudab see klastri ka üsna nooreks. (Massiivsemad tähed vananevad kiiremini.) Kuid see tähendab ka, et juba lahkunud tähed põhijada sisaldas vähemalt 35 päikesemassi. See iseenesest ei ole jahmatav avastus, kuid sellele järgnev magneti tuvastamine Westerlund 1 keskel saatis värisemise läbi astronoomia maailma.

Tavaliselt tekivad neutronitähed (ja seetõttu ka magnetaarid), kui 10–25 päikesemassiga täht lahkub põhijärjestusest ja sureb massilises supernoovas. Kuid kui kõik Westerlund 1 tähed on moodustunud peaaegu samal ajal (ja arvestades mass on vananemismäära võtmetegur), algtäht pidi olema suurem kui 40 päikesepaistet massid.

Pole selge, miks see täht musta auku ei varisenud. Üks võimalus on see, et võib-olla moodustuvad magnetaarid tavalistest neutronitähtedest täiesti erineval viisil. Võib-olla leidus areneva tähega suheldes mõni kaastäht, mille tõttu ta kulutas suure osa oma energiast enneaegselt. Suur osa eseme massist võis välja pääseda, jättes liiga vähe selja taha, et täielikult muutuda mustaks auguks. Siiski pole ühtegi kaaslast tuvastatud. Muidugi oleks kaaslase täht võinud hävitada magnetaride eellastega toimuvate energiliste suhete ajal. On selge, et astronoomid peavad neid objekte ja nende moodustumisest lähemalt aru saamiseks neid objekte uurima.

Kuid kui magnetar on sündinud, on selle uskumatult võimas magnetväli kõige iseloomulikum omadus. Isegi 600 miili kauguselt magnetväljast oleks väljatugevus nii suur, et inimese kude sõna otseses mõttes lahti rebida. Kui magnetar hõljuks Maa ja Kuu vahel poolel teel, oleks selle magnetväli tõstmiseks piisavalt tugev metallist esemeid, näiteks pastapliiatseid või paberklambreid taskust, ja demagnetage täielikult kõik krediitkaardid Maa. See pole veel kõik. Kiirguskeskkond nende ümber oleks uskumatult ohtlik. Need magnetväljad on nii võimsad, et osakeste kiirendus tekitab kergesti röntgenkiirgus ja gammakiir footonid, kõrgeima energiaga valgus universum.

Toimetanud ja värskendanud Carolyn Collins Petersen.