Teleskopy XMM-Newton i Integral wyjaśniają mechanizmy działania magnetarów

Teleskopy XMM-Newton i Integral wyjaśniają mechanizmy działania magnetarów

14.11.2008

Dane w paśmie rentgenowskim i twardym promieniowaniu gamma dostarczone przez teleskopy kosmiczne ESA XMM-Newton i Integral zostały wykorzystane do przetestowania mechanizmów, które powodują, że magnetary, stanowiące wyjątkową klasę gwiazd neutronowych, świecą w paśmie rentgenowskim.

Gwiazdy neutronowe powstają, gdy masywne gwiazdy (10 – 50 razy cięższe od Słońca) zapadają się pod własnym ciężarem w ostatniej fazie ewolucji. Zbudowane prawie wyłącznie z neutronów obiekty te, o masie przekraczającej masę Słońca, mają średnicę około 20 km. Są tak gęste, że łyżeczka materii gwiazdy neutronowej waży około 200 milionów ton. Wyróżniają je jeszcze dwie szczególne cechy – szybka rotacja wokół własnej osi oraz bardzo silne pole magnetyczne.

Magnetary z kolei to te gwiazdy neutronowe, które wyróżnia wyjątkowo silne pole magnetyczne – tysiące razy silniejsze niż typowych gwiazd neutronowych, czyniąc z nich najsilniejsze magnesy w znanym Wszechświecie. Do tej pory zweryfikowano istnienie około 15 magnetarów. Pięć z nich jest znanych jako powtarzalne źródła miękkiego promieniowania gamma (SGR – soft gamma repeaters) ponieważ co jakiś czas emitują silne, krótkotrwałe (trwające ok 0,1 sekundy) błyski miękkiego promieniowania gamma i twardego promieniowania rentgenowskiego. Pozostałe magnetary to nietypowe pulsary rentgenowskie (AXP – anomalous X-ray pulsars). Choć początkowo sądzono, że AXP i SGR  są odmiennymi rodzajami obiektów, obecnie wiadomo, że mają wiele wspólnych cech, a ich aktywność wynika z niezwykle silnych pól magnetycznych.

Magnetary od typowych gwiazd neutronowych różnią się tym, że – według astrofizyków – ich wewnętrzne pole magnetyczne jest tak silne, że jest w stanie deformować skorupę gwiazdy. Odkształcenia te wytwarzają prądy w postaci chmur elektronów opływających gwiazdę. A prądy te oddziałują z promieniowaniem pochodzącym z powierzchni gwiazdy wytwarzając emisje rentgenowskie.

Do teraz naukowcy nie mogli przetestować teorii opisujących mechanizmy produkcji promieniowania ponieważ na Ziemi niemożliwe jest wytworzenie tak silnych pól magnetycznych. Aby to zmienić, zespół naukowców kierowany przez dr Nanda Rea z Uniwersytetu w Amsterdamie wykorzystał dane z obserwatoriów orbitalnych XMM-Newton i Integral by szukać tych gęstych chmur elektronów wokół znanych magnetarów.

Zespół znalazł dowody istnienia dużych chmur elektronów i był w stanie zmierzyć ich gęstość, która okazała się być tysięce razy większa niż wokół typowych pulsarów. Udało się również dokonać pomiarów szybkości przepływu prądów elektronów w tych chmurach. Mając te dane, naukowcy mogą określić związek między obserwowanymi zjawiskami a faktycznymi procesami fizycznymi – co przybliży ich do zrozumienia jak działają magnetary.

Zespół opracowuje obecnie bardziej szczegółowe modele zjawisk tak by mieć możliwość dokładniejszego przetestowania teorii opisujących zachowanie materii w obszarach tak silnego pola magnetycznego.

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *