Tako si 20-kilometrski magnetar predstavlja umetnik pri Nasi. Foto: Nasa/Goddard
Astronomi so odkrili izredno redko nevtronsko zvezdo, ki okoli sebe ustvarja smrtonosno močno magnetno polje. Z njim poganja 141 tisoč milijard kilometrov veliko vetrovno meglico.
Nevtronske zvezde so najgostej??i objekti vesolja, ki jih ??e lahko vidimo. Primerjamo jih lahko z nagrobnimi kamni večjih zvezd, saj so ostanki njih "smrti", zdruznjena jedra preminulih zvezd.
Zvezde tekom svoje aktivne ere v nedrjih pod silnim pritiskom in temperaturo zlivajo la??je atome v te??je, denimo vodik v helij, in če so masivnej??e, tudi kaj te??jega po periodnem sistemu. Pri tem se spro??ča ogromno energije, ki med drugim greje nas na Zemlji. Energija sili navzven iz zvezde in preprečuje, da bi se pod lastno te??nostjo sesedla. Ko pa "goriva" prične zmanjkovati, te??nost zmaga. Zvezda eksplodira kot supernova. Zunanje plasti odnese daleč stran, jedro zvezde pa se sesede in skrči.
Skrajnost, ki melje atome
Sesedanje je izjemno silno. Tako močno, da "lomi" atome. Ti so sestavljeni iz treh gradnikov: protonov in nevtronov v jedru ter elektronov, ki kro??ijo nekje okoli. Skupaj jih dr??ijo sile, ki so po svoji naravi neprimerljivo močnej??e od gravitacije. Toda pri sesedanju jedra zvezde postane masa tako gosta, da začne te??nost prevladovati tudi nad njimi. Z atomov "oddrobi" elektrone, ti pa podivjano ??vigajo naokoli, se zaletavajo v protone in jih s tem spreminjajo v nevtrone. Jedro hitro postane dokaj (a ne popolnoma) homogena gmota nevtronov, ki se gnetejo na dober ducat kilometrov ??iroki krogli. Tak??ni torej, ki bi lepo prekrila ljubljansko občino, ali pa newyor??ki Manhattan.
Tako nastane nevtronska zvezda, pravzaprav velika gmota zgo??čenih atomskih jeder in prizori??če skrajnosti. V slabih dvajset kilometrih je zgo??čene snovi za par Sonc in ena sama ??lica te zvezde bi bila primerljiva z maso skorajda tisoč egipčanskih piramid. Te??nost na njej bi bila tak??na, da če bi člove??ko telo "spustili" z enega metra od njenega povr??ja, bi vanj tre??čilo s hitrostjo nekaj milijonov kilometrov na uro. Mesto trka pa ne bi izgledalo kot tipično prizori??e zločina s krvavimi made??i in kostmi, saj bi sila ob dotiku, kot rečeno, raztre??čila ??e atome in meso hitro homogenizirala s preostalo snovjo. Te??nost je tolik??na, da skoraj povsem zgladi povr??ino zvezde; največje "gore" so kvečjemu lahko visoke kak milimeter.
Ne vemo, kako je J1834.9 uspelo ustvariti in vzdr??evati vetrovno meglico, saj smo ta pojav do zdaj na??li zgolj pri mladih pulzarjih. ?e gre za podoben proces, potem okoli deset odstotkov energije, ki je magnetar izgubi z vrtenjem, razsvetljuje meglico, kar je izjemna učinkovitost za tak??en sistem.
George Younes, vodja raziskave
Masiven kuhinjski stepalnik
V domači Galaksiji nevtronskih zvezd ni veliko, vsaj ne člove??tvu znanih. Niso prav posebej svetle, zato so jih do zdaj odkrili le okoli 2.600. Večinoma so znane kot pulzarji. Nevtronske zvezde se zelo hitro vrtijo okoli svoje osi, primerljivo s kuhinjskim stepalnikom. Najhitrej??i potrjeni primerek, PSR J1748-2446ad, se v sekundi zavrti 716-krat. Pri vrtenju iz različnih razlogov oddajajo močne, a ozko usmerjene elektromagnetne signale, in če ti naletijo na Zemljo, jih astronomi zaznajo kot periodične pulze - od tu ime.
Ob vrtenju nastaja močno magnetno polje. Zelo močno: do nekaj deset bilijonkrat močnej??e od tistega, ki ga ustvarja Zemlja.
Obstaja pa ??e posebna vrsta nevtronskih zvezd, kjer te ??tevilke ??e poskočijo. To so magnetarji, zelo redek pojav. Od 2.600 znanih nevtronskih zvezd je tako le 29 oklicanih za magnetarje. Zdaj so znanstveniki ameri??ke vesoljske agencije na??li ??e en primerek magnetarja z edinstvenim spremljcem: ogromnim oblakom, ki se vrtinčni pod vplivom magnetizma. Raziskava je objavljena v znanstveni publikaciji The Astrophysical Journal.
Prvi magnetar z vetrovno meglico
Sam magnetar Swift J1834.9-0846 so sicer odkrili ??e leta 2011 s pomočjo vesoljskega observatorija Swift. Takrat so zaznali kratek izbruh rentgenskih ??arkov, ki je pritegnil pozornost, pi??ejo na Nasi. Posumili so, da je povezan z ostankom supernove, ki se nahaja okili 13.000 svetlobnih let stran v ozvezdju ?čita. Območje so nato ??e večkrat preverili z Esinim teleskopom XMM-Newton. Potrdili so, da je J1834.9 edini magnetar z ogromnim, vetrovnim oblakom okoli sebe. Ta vetrovna meglica je velika kar 15 svetlobnih let oziroma 141 bilijonov kilometrov.
"Ne vemo, kako je J1834.9 uspelo ustvariti in vzdr??evati vetrovno meglico, saj smo ta pojav do zdaj na??li zgolj pri mladih pulzarjih. ?e gre za podoben proces, potem okoli deset odstotkov energije, ki je magnetar izgubi z vrtenjem, razsvetljuje meglico, kar je izjemna učinkovitost za tak??en sistem," je komentiral vodja raziskave George Younes. Na univerzi se spra??ujejo, ali je to dejansko edini magnetar s tak??nim spremljcem. ?e bodo na??li odgovor na to vpra??anje, bodo morda tudi ugotovili, kaj pripelje do nastanka magnetarja in kaj do običajnega pulzarja.
George Younes, vodja raziskave
Meglice okoli pulzarjev
Najbolj znana vetrovna meglica okoli pulzarja se nahaja v osrčju Rakove meglice (na fotografiji desno) 6.500 svetlobnih let stran. Njen pulzar je star manj kot tisoč let in se hitro vrti, pri čemer ustvarja magnetno polje, ki okoli??kim elektronom in drugim delcem podeli visoko energijo. S tem jih močno pospe??i in ustvari veter. A po oceni Alice Harding je za nastanek vetrovne meglice potrebno ??e kaj več kot le tok visokoenergijskih delcev. Potrebna je ??e neka struktura, ki veter omeji na področje v okolici izvora, sicer bi delci enostavno in hitro pobegnili v vesolje. Sama ocenjuje, da za to poskrbi zunanja lupina supernove, ki se sicer počasi ??iri navzven. Ko se dovolj oddalji in s tem razpr??i, ne more več zadr??evati vetra za seboj, zato se ta razpiha in meglica odbledi. To po besedah Hardingove logično pojasni, zakaj vetrnih meglic ni najti okoli starej??ih pulzarjev.
Kaj pa je razlika med pulzarjem in magnetarjem? Pulzar svojo rotacijsko energijo pretvarja v elektromagnetno valovanje, torej svetlobo, in v pospe??ek okoli??kega vetra. Magnetar po drugi strani energijo vlaga v svoje ultramočno magnetno polje, ki je ??e za nekaj tisočkrat močnej??e od pulzarjevega. Magnetno polje lahko sicer nekaj energije odda v obliki hipnih izbruhov rentgenske in gama svetlobe. Magnetarji torej načeloma ne ustvarjajo stalnega vetra okoli sebe, temveč kvečjemu kraj??e viharje. Meglica okoli J1834.9 tako po besedah člana raziskovalne skupine, Jonathana Granota, vsebuje skoraj celotno zgodovino energijskega odtoka magnetarja, saj je le malo energije odteklo.
Najmočnej??i magneti vesolja
?e vedno ni zanesljivo znano, kako nevtronske zvezde sploh ustvarijo svoje magnetno polje. Nenazadnje so nevtroni po definiciji električno nevtralni. ?e manj je znano, kako magnetarji, ki se od običajnih nevtronskih zvezd počasneje vrtijo, svoje magnetno polje ??e za nekaj tisočkrat pojačajo. Strokovne ??pekulacije ka??ejo v smeri, da v teh zvezdah ??e vedno obstaja dovolj??nja količina nabitih protonov, in da vrtenje pač ustvari dovolj močan učinek dinama.
Vsekakor bi nevtronska zvezda, če bi jo postavili okoli tisoč kilometrov stran od Zemlje, nemudoma pobila vse ??ivljenje na njej zgolj z magnetizmom, navajajo na Univerzi Georgea Washingtona. Zemljino magnetno polje ima pribli??no 0,0001 Tesle (enota za gostoto magnetnega polja), najmočnej??e, kar so ga sposobni ljudje ustvariti, pa zna??a manj kot 50 Tesel. Nevtronska zvezda ima navadno magentno polje z nekaj deset milijoni Tesel gostote, pri magnetarjih pa desetine milijard Tesel.
Na poti k črni luknji
Nevtronskim zvezdam so podobne bele pritlikavke, le da so te večinoma iz elektronov. So nekoliko manj goste, saj so po velikosti navadno podobne Zemlji. ?e pa bi nevtronski zvezdi dodali ??e za nekaj Sonc mase, bi ube??na hitrost njeni te??nosti postala večja od hitrosti svetlobe, s čimer bi se spremenila v pravo črno luknjo.
|
