Μάγναστρα: Μαγνήτες σε μέγεθος πόλης που γεννήθηκαν από αστέρια που πεθαίνουν

Τα μάγναστρα είναι τα εξαιρετικά μαγνητικά πτώματα τεράστιων άστρων. Πρόσφατες παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα μάγναστρα προκαλούν τις μυστηριώδεις πολύ σύντομης διάρκειας ραδιο-εκρήξεις (Fast Radio Burst ή FRB), που έχουν εντοπίσει οι αστρονόμοι πάνω από μια δεκαετία.

Τα μάγναστρα ή «μαγνητικά αστέρια», είναι εξαιρετικά πυκνά πτώματα νεκρών αστεριών που περιβάλλονται από έντονα μαγνητικά πεδία. Και σύμφωνα με νέα έρευνα, αυτά φαίνεται επίσης να είναι η αιτία τουλάχιστον ορισμένων μυστηριωδών ραδιοφωνικών εκρήξεων , ή FRB, τις οποίες οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περισσότερο από μια δεκαετία. Έτσι, μελετώντας τις FRB, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να είναι σε θέση να καταλάβουν τα μάγναστρα.

Όταν ένα τεράστιο αστέρι εξαντλήσει τα πυρηνικά του καύσιμα, θα πεθάνει συχνά με δραματικό τρόπο, και θα εκραγεί ως σουπερνόβα. Τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού εκρήγνυνται – διασκορπίζονται στο διάστημα και ο πυρήνας του καταρρέει σε ένα εξαιρετικά πυκνό νέο αντικείμενο που ονομάζεται άστρο νετρονίων. Αυτά τα αστρικά πτώματα είναι πολύ πυκνά. Τα περισσότερα αστέρια νετρονίων έχουν διάμετρο περίπου 20 χιλιόμετρα, παρά το βάρος που έχουν, περισσότερο και από τον ήλιο μας. Μπορείτε να τα θεωρήσετε ως έναν τεράστιο ατομικό πυρήνα στο μέγεθος μιας πόλης, λένε οι αστρονόμοι.

Μερικά αστέρια νετρονίων είναι πάλσαρ, τα οποία περιστρέφονται με τρομερούς ρυθμούς και εκπέμπουν ακτινοβολίες σαν πίδακες στο διάστημα με συχνότητα μεγάλης ακρίβειας. Αλλά μερικά νεαρά αστέρια νετρονίων, περίπου το 10 τοις εκατό, συνεχίζουν τη μεταβολή και γίνονται μάγναστρα. Ο όρος magnetar προέρχεται από το γεγονός ότι αυτά τα αστρικά υπολείμματα περιβάλλονται από έντονα μαγνητικά πεδία πολλά εκατομμύρια φορές ισχυρότερα από οποιονδήποτε μαγνήτη στη Γη. Στην πραγματικότητα, οι μαγνήτες είναι τόσο ισχυροί που θα μπορούσαν να διαχωρίσουν – σε ατομικό επίπεδο – οποιονδήποτε διαστημικό ταξιδιώτη που θα επιχειρούσε να πλησιάσει πολύ κοντά.

Άρα ένα μάγναστρο είναι ένας τύπος αστεριού νετρονίων του οποίου οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι τόσο ισχυρές, που συμπιέζουν τα άτομα σε σχήματα λεπτού μολυβιού.

Επίσης αν η μονάδα μέτρησης του μαγνητισμού είναι το Gauss, τότε το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει ισχύ περίπου 0.6 Gauss. Το πηνίο ενός ψυγείου έχει ισχύ 10 Gauss. Ο πιο ισχυρός μαγνήτης στην Γη αυτή την στιγμή έχει ισχύ 410.000 Gauss. Το μαγνητικό πεδίο ενός μάγναστρου έχει ισχύ ένα τετράκις εκατομμύριο Gauss.

Οι αστρικοί σεισμοί συμβαίνουν όταν η επιφάνεια ενός άστρου – μάγναστρου ραγίσει, αφήνοντας να χαθούν στο διάστημα τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Αυτή η ενέργεια θα μπορούσε να συμπιέσει το μαγνητικό πεδίο της Γης και να ιονίσει την ατμόσφαιρα της. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί ακόμη και εάν το μάγναστρο βρισκόταν σε απόσταση 50.000 ετών φωτός από εμάς. Το 2004, ακτινοβολία γάμμα από το μάγναστρο που βρίσκεται στον αστερισμό του Τοξότη χτύπησε τον πλανήτη μας. Το μάγναστρο απελευθέρωσε, σε ένα πέμπτο του δευτερολέπτου, περισσότερη ενέργεια από αυτή που έχει συνολικά απελευθερώσει ο Ήλιος μας τα τελευταία 250.000 χρόνια. Η ανώτερη ατμόσφαιρα υπέστη μερικό ιονισμό, αρκετοί δορυφόροι “τυφλώθηκαν”, άλλα ευτυχώς δεν έγινε κάτι χειρότερο.

Μάγναστρο ή πάλσαρ;

Ωστόσο, ακόμη και οι ίδιοι οι αστρονόμοι δεν συμφωνούν πάντα για το πως ορίζεται ένα μάγναστρο. Είναι οι αναλαμπές ραδιοκυμάτων ή ακτίνων Χ; Είναι κάποια συγκεκριμένη ιδιότητα των μαγνητικών πεδίων τους; Στο παρελθόν, διαφορετικές ομάδες αστρονόμων θα παρατηρούσαν το ίδιο αστέρι, αλλά μερικοί θα αναγνώριζαν τον στόχο τους ως πάλσαρ, ενώ άλλοι θα το ταξινομούσαν ως μάγναστρο. 

Μέρος του προβλήματος, αποδεικνύεται, είναι απλώς η έλλειψη δεδομένων. Υπάρχουν μόνο 29 γνωστά μάγναστρα στο Γαλαξία μας. Αυτό σημαίνει ότι πολλά από αυτά που γνωρίζουν οι αστρονόμοι για τα μάγναστρα προέρχονται από θεωρητικά μοντέλα. Αλλά αυτό θα μπορούσε να αλλάξει σύντομα.

Σύμφωνα με νέες παρατηρήσεις, τα μάγναστρα φαίνεται να παράγουν εκρήξεις ραδιο-σημάτων FRB, οι οποίες έχουν εκπλήξει τους αστρονόμους από το 2007. Διαρκώντας μόλις ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου, αυτές οι εκρήξεις εκτοξεύουν τόση ενέργεια στα ραδιοκύματα όσο ο ήλιος εκπέμπει για 30 ολόκληρα δευτερόλεπτα. 

Και τον Απρίλιο του 2020, οι αστρονόμοι τελικά έλαβαν επιβεβαίωση ότι είχαν δίκιο.

Πολλά ραδιοτηλεσκόπια ανίχνευσαν μία πηγή FRB από ένα μάγναστρο κοντά στο κέντρο του Γαλαξία που ονομάζεται SGR 1935 + 2154. Οι δεκάδες άλλες πηγές FRB που εντοπίστηκαν προηγουμένως είχαν προέλθει πολύ μακριά από τον γαλαξία μας, καθιστώντας αδύνατη την παρακολούθηση της πηγής τους. Ωστόσο, η πηγή FRB από τον SGR 1935 + 2154 ήταν αρκετά κοντά ώστε οι αστρονόμοι ανίχνευσαν επίσης κι άλλες εκπομπές, όπως ακτίνες γάμμα και ακτίνες Χ.

Τώρα όμως οι αστρονόμοι ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν FRBs για να μάθουν περισσότερα σχετικά με τα μάγναστρα.

Όμως όποια και αν είναι η πλήρης σύνδεση μεταξύ FRB και μάγναστρων, γίνεται όλο και πιο σαφές ότι για να κατανοήσουν περισσότερα για το ένα είδος, οι ερευνητές πρέπει να μάθουν περισσότερα για το άλλο. Έτσι, τώρα που οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν επιτέλους ότι τα μάγναστρα μπορούν να παράγουν FRB, πιστεύουν ότι τα επόμενα χρόνια θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μια αναταραχή νέων ανακαλύψεων σχετικά με αυτά τα μαγνητικά τέρατα. 

ΠΗΓΗ: physics4u

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/magnetars-city-sized-magnets-born-from-dying-stars