Wyładowania z Magnetarów: Kiedy Skorupa Gwiazdy Neutronowej i Jej Pole Magnetyczne Urazowo się Łamią

Najpotężniejsze magnesy we Wszechświecie

Magmotor to gwiazda neutronowa o polu magnetycznym tak ekstremalnym, że wykracza poza zwykłe intuicje – zazwyczaj około tysiąc tryliona razy silniejszy niż pole ziemskie, wystarczająco silne, aby w odległości Księżyca zasadniczo mogło usunąć magnetyczną wstążkę z karty kredytowej. To pole nie jest czymś, co gwiazda nabyła później; uważa się, że zostało ono wzmocnione podczas formowania się gwiazdy, gdy obracające się i konwekcyjne skurczające się jądro może napędzać efekt dynamo, który zamyka niezwykle silne pole, gdy gwiazda neutronowa ustabilizuje się w ostatecznym, zwartym rozmiarze.

Pod powierzchnią niemożliwej siły

Warstwa neutronowa gwiazdy nie jest płynna, lecz sztywna kryształowa skorupa, a gigantyczne pole magnetyczne magnesu zakotwiczone jest w niej i stale ją napręża, powoli wygiata jak rozpuszczona gumowa wstążka. Zbierający się nacisk ostatecznie przekracza wytrzymałość sztywnego kryształu, powodując jego pęknięcie – burzęwnicę – mechanicznie podobną do trzęsienia ziemi, ale zachodzącą w skorupie zdegenerowanego materii zamiast skały, i uwalniającą energię na powierzchni o grawitacji setki razy silniejszej niż Ziemia.

magnetar giant flare, rough energy scale:

  ordinary solar flare        ~ 10^25 joules
  magnetar giant flare        ~ 10^39-10^40 joules in under a second

  SGR 1806-20 giant flare (Dec 2004): brightest gamma-ray event
  ever recorded from beyond the solar system, released more
  energy in a fraction of a second than the Sun radiates in
  about a hundred thousand years

Od trzęsienia skorupy do wyładowania promieni gamma

Sam trzęsienie skorupy byłoby już zdarzeniem o dużym natężeniu, ale prawdziwa energia uwalniana pochodzi z tego, co robi pęknięcie w skorupie z polem magnetycznym przechodzącym przez nie: nagłe ruchy skorupy ciągną ze sobą zakotwiczone linie pola, a pole, wygięte poza swoje stabilne ustawienie, ulega ponownemu połączeniu magnetycznemu - linie pola o przeciwnych orientacjach odrywają się i łączą ponownie w konfigurację o niższej energii, przekształcając dużą część zgromadzonej energii magnetycznej pola w intensywny, krótki wybuch promieni gamma i rentgenowskich w ciągu ułamka sekundy. Obiekty, które powtarzają te wyładowania, są katalogowane jako miękkie powtarzacze promieni gamma (SGR), klasa rozpoznana jako jedno z dwóch głównych obserwowanych twarzy magnetarów.

Dlaczego magnetery tak szybko wygasają

W przeciwieństwie do zwykłych gwiazd neutronowych, które świecą stabilnie przez bardzo długi czas, przekształcając energię obrotową w wiązkę pulsującą przypominającą latarnię morską, najbardziej dramatyczna aktywność magnetera napędzana jest jego polem magnetycznym, a nie obrotem. Ta energia zmagazynowana w polu magnetycznym szybko się wyczerpuje. Uważa się, że większość magneterów pozostaje w fazie aktywności, produkującej wyładowania, tylko przez około dziesięć tysięcy lat, zanim pole słabnie na tyle, by uspokoić je, co stanowi zaskakująco krótki okres w porównaniu z dziesiątkami milionów lat, które może działać zwykła pulsar – a to właśnie dlatego znane magnetery są stosunkowo rzadkie i dlaczego obserwacja ich wyładowania, jak w przypadku SGR 1806-20, jest uważana za znaczące wydarzenie astronomiczne.

Frequently asked questions

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Magnetar Starquake & Flare i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.