Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Žvaigždžių tipai: magnetarai 

1979 m. kovo 5 d. rusų zondus "Venera" 11 ir 12 trumpai perskrodė gama spindulių pluoštas, o po 11 sekundžių "kliudo" ir NASA zondui "Helios 2". Radiacijos lygis buvo pakilęs tūkstančius kartų. Dar po kelių sekundžių gama spinduliai pasiekė Žemę. Nustatyta, kad šio pliūpsnio stiprumas buvo apie 100 kartų intensyvesnis nei bet kuris registruotas anksčiau ir truko tik 0,2 sek. To reiškinio niekas nepajuto, Žemės atmosfera apsaugojo nuo jų poveikio. Ir laimei, visi 10 kosminiai aparatai liko nepažeisti.

Iš paskos atsklido žemesnės energijos arba "minkštesni" gama spinduliai, palaipsniui išblėsę per 3 min. Jie osciliavo 8 sek. dažniu. O po 14, 5 val. Kitas, tačiau silpnesnis x spindulių pluoštas atsklido iš tos pačios dangaus vietos. Per kitus 4 m. E. Mazetas iš St. Peterburgo su bendradarbiais nustatė dar 16 skirtingo intensyvumo pluoštų, atkeliaujančių ta pačia kryptimi. Iki tol nebuvo toks reiškinys nebuvo stebėtas. Kurį laiką juos registravo šalia gama spindulių pluoštų (GRB), nors daug kuo nuo jų skiriasi. 9 dešimtm. viduryje K. C. Hurley nustatė, kad panašūs pluoštai ateina ir iš kitų dviejų dangaus taškų. Šaltiniai kartojosi, skirtingai nuo GRB, ir 1986 m. liepą tie trys šaltiniai pradėti žymėti SGR (minkštų gama [spindulių] kartotojai).

Paaiškinimas atsirado tik jungiant tą reiškinį su kita dangaus mįsle, AXP, anomaliniais x- spindulių pulsarais. Kartu tampa aiškesnė ir neutroninės žvaigždės (NŽ) samprata. Tai tankiausios žvaigždės, kuriose Saulės masė suspausta maždaug į 20 km skersmens rutulį. Atrodo, kad kai kurios NŽ tokį stiprų magnetinį lauką, kad iš pagrindų pakeičia materiją ir jas supančio kvantinio vakuumo būvį.

Dėl ypatingo 1979 m. pluošto stiprumo, iš pradžių pamanyta, kad jo šaltinis yra mūsų galaktikoje, kažkur už kelių šimtų šviesmečių. Tada jūsų intensyvumas būtų ties maksimaliu galimu žvaigždės ryškumu, kurį pirmąkart 1926 m. nurodė Arthur Eddington. Tai spinduliavimas, praeinantis pro išorinį žvaigždės sluoksnį. Jei spinduliavimas taptų didesnis už maksimalų ryškumą, jis nupūstų jonizuotą materiją ir žvaigždė taptų nestabili. Buvo spėta, kad pluoštą galėjo sukelti NŽ susidūrimas su kokiu materialiu objektu, asteroidu ar kometa.

Tačiau stebėjimai netruko paneigti šią hipotezę. Th. Lytton su bendradarbiais nustatė, kad 1979 m. pluošto kryptis yra link Didžiojo Magelano debesio, nedidelės galaktikos, esančios už 170 tūkst. šviesmečių, o konkrečiau, šaltinio pozicija sutampa su jaunos supernovos, sprogusios prieš 5000 m., liekanomis. Tai SGR šaltinį nutolino bent 1000 kartų ir padarė milijonus kartų ryškesnius, nei Edingtono riba. Per 0,2 sek. buvo išlaisvinta tiek energijos, kiek Saulė išspinduliuoja per 10 tūkst. metų.

Jokia įprasta žvaigždė negali generuoti tokio energijos kiekio, tad šaltiniu galėjo būti tik nestandartinis kūnas, tarkim, juodoji skylė arba NŽ. Pirmoji buvo atmesta dėl 8 sek. moduliacijos – juodoji skylė yra objektas be savybių ir negali užtikrinti pasikartojančių pulsų. Sutapimas su supernovos liekanomis sustiprino galimą sąryšį su NŽ. Laikoma, kad NŽ susidaro, kai masyvios žvaigždės sudegina savo kurą ir visa jų masė sukrenta veikiama svorio.

Tačiau SGB šaltinio tapatinimas su NŽ neišsprendė problemos. Žinomos NŽ supernovų vietoje yra radijo pulsarai. 1979 m.atveju šaltinis turėjo suktis gerokai lėčiau nei bet kuris žinomas pulsaras. Taip pat keista, kad žvaigždė buvo ne supernovos centre. Jei ji būtų centre, tada turėjo įsisukti maždaug 1000 km/s greičiu, kas neįprasta NŽ. Be to, anksčiau stebėti x-spindulių pluoštai, atsklindantys nuo NŽ, niekada smarkiai neviršydavo Edingtono ribos.

Paskutinis pluoštas iš 1979 m. šaltinio registruotas 1983 m. gegužę. Kiti du SGB šaltiniai, abu mūsų Paukščių tako galaktikoje, pasibaigė 1979 m., tačiau liko aktyvūs generuodami šimtus pluoštų. Ketvirtasis SGB užfiksuotas 1998 m. Trys iš 4 siejami su jaunomis supernovomis; du jų randasi netoliese labai tankių jaunų masyvių žvaigždžių spiečių. Penktasis SGB kandidatas pasireiškė tik dukart ir jo pozicija nenustatyta.

Radijo pulsarų pėdsaku

Daugiau apie pulsarus: Pulsarai ir dvinarės žvaigždės

Visuotinai priimta laikyti, kad radijo pulsarai yra labai greitai besisukančios įsimagnetinusios NŽ. Radijo bangų pluoštai sklinda iš magnetinio lauko polių ir nušvilpia besisukdami per erdvę – tarsi švyturio šviesos. M1 Crab Pulsaras taip pat skleidžia įelektrintų dalelių vėją bei žemo dažnio elektromagnetines bangas. Dėl to NŽ sukimasis lėtėja. Žinomiausias pulsaras yra Krabo ūke, tai 1054 m. stebėtos supernovos liekanos. Pulsaro sukimosi periodas yra 33 milisekundės ir jis sulėtėja po 1,3 ms kas šimtmetis. Taigi, pradžioje jo sukimosi periodas buvo 20 ms. Mokslininkai mano, kad jis toliau lėtės ir pasieks tokį lygį, kai negalės skleisti radijo bangų.

Kyla klausimas – o iš kur atsiranda NŽ magnetinis laukas? Tradicinė nuostata yra: jis yra, nes buvo. T.y., Magnetinis laukas yra žvaigždės iki tapimo supernova reliktas. Visos žvaigždės turi silpną magnetinį lauką, kuris gali sustiprėti susispaudžiant žvaigždei. Pagal Maksvelo lygtis, įmagnetintam objektui sumažėjus du kartus, jo magnetinis laukas sustiprėja 4 kartus. NŽ susidarant jos skersmuo sumažėja 105 kartų, tad jos magnetinis laukas sustiprėja 1010 kartų. Tik gaila, kad šios hipotezės negalima patikrinti, nes negalima išmatuoti žvaigždės vidinio magnetinio lauko stiprumo.

Be to, masyvios žvaigždės medžiagai sukrentant, magnetinis laukas gali ypatingai sustiprėti dėl medžiagos judėjimo, kurį įrodo kompiuterinė simuliacija – naujos NŽ temperatūra būna per 30 mlrd. K, susitraukimas baigiasi po 10 sek. Tad, laikant, kad apie 10% to proceso kinetinės energijos virsta magnetiniu lauku, šio stiprumas gali pasiekto 1015 gausų, o tai per 1000 kartų daugiau nei daugelio radijo pulsarų magnetinio lauko stiprumas. Ar dinamo efektas veikia visuotinai ar tik atskirose srityse priklauso nuo žvaigždės sukimosi santykio su medžiagos sukritimo greičiu. Tad NŽ, besisukanti greičiau nei 10 sek. sukritimo laikotarpis, gali sukurti ultrastiprų magnetinį lauką. 1992 m. tokios NŽ buvo pavadintos magnetarais.

Viršutinė NŽ riba yra 1017 gausų. Už šios ribos srautai žvaigždės viduje gali susimaišyti ir laukas išsisklaidyti. Visatoje nerasta stipresnį magnetinį lauką turinčių kūnų. Vienas spėjimų yra, kad radijo pulsarai yra NŽ, kuriose visuotinės dinamo liovėsi veikti.

Du NŽ tipai

1. Manoma, kad dauguma NŽ susidarė iš masyvių žvaigždžių (8-20 Saulės masių).

2. Tokios žvaigždės miršta 2 tipo supernovas sprogimu, kai žvaigždės medžiaga sukrenta į tankų rutulį.


A3. Jei nauja NŽ sukasi pakankamai greitai, ji sukuria galingą magnetinį lauką. Žvaigždės viduje ML linijos būna išsikraipę, o išorėje tiesios.

A4. Magnetaras sudarytas iš aiškiai atsiskiriančių sluoksnių, ir per polius gali skleisti siaurą radijo bangų spindulį.

A5. Seni magnetarai atvėsta ir praranda didelę dalį magnetizmo. Jie skleidžia nedaug energijos.


B3. Jei nauja NŽ sukasi lėtai, ji nepasiekia magnetarų lygio.

B4. Tokios NŽ yra vėsesnės nei magnetarai ir skleidžia platų radijo bangų spindulį, nesunkiai aptinkamą radijo teleskopų

B5. Seni pulsarai visai atvėsta ir neskleidžia jokių radijo bangų.

 

Per 5000 m. 1015 gausų stiprumo laukas gali žvaigždės apsisukimo periodą sumažinti iki 8 sek. Kartu laukas keičia formą, kai elektros srovė teka lauko linijomis žvaigždės išorėje. Taipogi, magnetinio lauko linijos, išeidamos pro standžią magnetaro plutą, išlinksta ir tampo plutą. Tai papildomai kaitina žvaigždę ir kartais priverčia žvaigždės plutą plyšti sukeliant milžinišką "NŽ drebėjimą". Tuo metu išsilaisvinusi magnetinė energija sukuria tankų elektronų ir pozitronų debesį, o taip pat minkštųjų gama spindulių pliūpsnį – nuo ko ir kilo SGB pavadinimas.

Gerokai rečiau magnetinis laukas pasidaro nestabilus ir persitvarko. Panašūs reiškiniai, tik mažesni, vyksta ir mūsų Saulėje, sukeldami žybsnius. Magnetaras turi pakankamai energijos tokios galios žybsniui, koks stebėtas 1979 m.

Šiai teorijai problemas sukelia tai, kad kvantinės elektrodinamikos slenkstis tėra 4 x 1013 gausų. Stipresniuose laukuose vyksta keisti dalykai. X-spindulių fotonai lengvai skyla į du arba susijungia. Pats vakuumas tampa poliarizuotas, tampantis trapiu, tarsi kalcito kristalas. Atomai deformuojasi į ilgus cilindrus plonesnius nei kvantinės mechanikos bangos ilgis. Todėl tokį aiškinimą palaiko nedaug fizikų.

Sutelkti bandymai stebėti magnetarus naudojant radijo ir infraraudonųjų spindulių teleskopus leido nustatyti, kad visi 4 SGB tebeskleidžia energiją, nors ir silpnai, ir tarp "žybsnių". AXP Kasiopėjos galaktikoje yra pirmasis, kurį tikimasi pamatyti matomame spektre. 2002 m. jis, nors ir labai blankus, buvo stebėtas pulsuojant skleidžiamu x-spindulių dažniu. Tad spėjama, kad AXP irgi gali būti magnetarai, nors jie ir jaunesni, nei SGB.

Parengė Cpt.Astera's Advisor

Papildoma literatūra

  1. N. Gehrels, L. Piro, P.J. Leonard. The Brightest Explosions in the Universe// Sci. Am., Dec. 2002
  2. R. C. Duncan, Ch. Thompson. Formation of Very Strongly Magnetized Neutron Stars…// Astronomical J., vol. 392, no 1, June 10, 1992
  3. J. N. Winn. The Life of a Neutron Star// Sky & Telescope, vol. 98, no 1, July 1999

Kosmoso sprinteriai

2003 m. Warren‘as Brown‘as iš „Harward-Smitsonian Center for astrophysics“ observatorijoje ant Hopkinso kalno (Arizonos valst.) 6,5 m veidrodiniu teleskopu pirmąkart pastebėjo labai greitą žvaigždę, skriejančią 2,51 mln. km/ val. greičiu. Jis ieškojo mažų galaktikų, kuris sudraskė Paukščių takas. Tam jis tyrė baltųjų nykštukių spektrus ir tikėjosi surasti senų „lengvų“ žvaigždžių, jau deginančių helį. Tai galėjo padėti nustatyti, kaip pasiskirto masė Paukščių tako išoriniame debesyje.

Tokių žvaigždžių egzistavimą jau prieš 20 m. numatė ir „Nature“ žurnale aprašė „Los Alamos National Laboratory“ astronomas Jack‘as Hills‘as. Anot jo, dvinarei žvaigždei priartėjus prie juodosios skylės, jos narės gali liautis traukusios viena kitą. Viena jų imtų skrieti aplink juodąją skylę, o kita baisu greičiu nuskrietų tolyn.

Brown‘as atkreipė dėmesį nepaprastai greitai skriejančią SDSS J090745.0 +024507. Stebėjimai rodė, kad žvaigždė juda tiesiai iš galaktikos centro, o jos amžius apie 80 mln. metų. Visa tai atitiko Hills‘o teoriją. Apie tai jis paskelbė 2005 m. O dabar jau žinoma bent 16 supergreitų žvaigždžių ir dar 12-a, skriejančių maždaug 1 mln. km/ val. greičiais. Tokių žvaigždžių greičiai leidžia joms palikti Paukščių taką.

Tokį reiškinį bando aiškinti ir kitos kelios teorijos, kurių visos laiko jas esant atsiskyrusias nuo dvinarės žvaigždžių sistemos:
A) Dvinarei žvaigždei priartėjus prie trečios žvaigždės, ši užima vienos narių vietą, o toji išsviedžiama dideliu greičiu. Taip astronomai bandė paaiškinti HE 0437-5439, kurios spektras panašesnis į Didžiojo Magelano Debesies žvaigždžių spektrą – ir, atseit, ji yra iš ten išmesta būtent tokiu būdu.
B) Vienai dvinarės žvaigždės narei virtus supernova, jos sprogimo jėga kitą išmeta dideliu greičiu. HD 271791 skrenda iš Paukščių tako pakraščio, joje mažas kiekis geležies ir dominuoja elementai, susidarantys supernovos sprogimo metu;
C) Maža galaktika susiduria su kita galaktika. Didesnės galaktikos traukos jėga traukia mažesnės galaktikos žvaigždes jas labai įgreitindama. Bent 8-ios kitos žvaigždės yra prie Liūto žvaigždyno. Kompiuterinė emuliacija rodo, kad tokiu atveju žvaigždės išsirikiuotų uodegos forma. Būtent taip išsidėstę minėtos 8 žvaigždės. Spėjama, kad jų galaktika buvo sudraskyta prieš 100-200 mln. m.

Vis tik iki šiol neaišku, kiek tai gali įtakoti minėti veiksniai (o ne juodoji skylė).

Šiuo metu greičiausios žvaigždės yra neutroninės, susidarančios per supernovos sprogimą. Dėl rekordo varžosi trys: PSR B1508+55, RX J0822-4300, PSR B2224+65. Pirmauja PSR B1508+55 – greitis beveik 4 mln. km/ val. Per 2,5 mln. m. ji įveikė bent trečdalį dangaus skliauto. Vis tik ją gali aplenkti RX J0822-4300, kurią stebi observatorija „Chandra“, - manoma, kad jos greitis gali būti 4-6 mln. km/ val. O PSR B2224+65 gali skrieti 2,9-5,8 mln. km/ val. greičiu.
extreme speed

Atsiliepimus ir pastabas galite palikti pagrindinio san-taka station puslapio gale.

Papildomai skaitykite:
Sprogimai Visatoje
Rentgenas Visatai
Torsioniniai laukai
Žvaigždės tebegimsta
Tarpžvaigždinės dujos
Besiplečianti Visata
Apnuoginti singuliarumai
Paralaksas: matavimai kosmose
Pulsarai ir dvinarės žvaigždės
Kai susiduria galaktikos...
Juodųjų skylių portretas
Mūsų palydovo k Raudonojo poslinkio kilmė
ilmės klausimai
Stivenas Hokingas – nenurimstantis invalidas
Naujos galimybės žvaigždėlaivio pavarai
Higso bosonas: labai prasta balerina
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Greičiais C besiplečiančios–besitraukiančios erdvės B
Nepaprastai masyvios ir ryškios
Oriono ūkas: kur gimsta žvaigždės
Išsiderinusi kosmoso muzika
Tolimojo poveikio reiškinys
Nepaprasti Visatos skaičiai
Jie buvo pirmeiviais...
Juodųjų skylių portretas
Stabilios būsenos teorija
Antigravitacijos paieškos
Pakeliui į Saturną
Mūšis dėl Veneros
Holografinė visata
Tamsioji materija
Kur jie slepiasi?
"Galileo" misija
Visatos modeliai
Triukšmai

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT skiltis
Vartiklis