Магнетар (или магнитар) — это особый тип нейтронной звезды с удивительно сильным магнитным полем, самым мощным из всех известных во Вселенной. По сути, это «звезда‑магнит», в диаметре 20-30 км, но с массой, сравнимой или большей, чем у Солнца.
Магнетары — источники жёсткого рентгеновского и гамма‑излучения. Жесткой границы между видами излучения нет, поэтому считается, что магнетары обладают излучением этих двух типов.
В отличие от классических пульсаров, многие магнетары либо очень слабо, либо вообще не излучают в радиодиапазоне, поэтому астрономы долго не могли их «увидеть», в отличие от пульсаров.
Время от времени на магнетарах происходят вспышки гамма-излучения. О чем речь? Магнетар способен выбрасывать огромные потоки энергии (похожие на струю) в определенном направлении. Именно так в 1998 году и удалось подтвердить сам факт существования магнетара. А в 2004 году один из потоков добрался до Земли, планету спасло лишь огромное расстояние до источника выброса струи. Будь магнетар ближе, планета могла быть уничтожена.
Обычная вспышка магнетара, длящаяся доли секунды, может выделить столько энергии, сколько Солнце излучает за год.
Впервые гамма‑излучение магнетара зафиксировали 5 марта 1979 года (только много позже стало ясно, что источником являлся магнетар). Два советских аппарата Венера‑11 и Венера‑12 зарегистрировали резкий всплеск гамма‑излучения.
Кора магнетара
Твёрдая, чрезвычайно прочная (железная, по оценкам, в миллиарды раз прочнее стали). Сокрушительное магнитное поле деформирует кору магнетара, пока та не начинает трескаться — происходит звездотрясение (аналог землетрясения). Вероятно, из образовавших трещин и происходит направленный выброс энергии.
Схватка, от которой может «задрожать » даже Галактика
Магнетар фактически единственное космическое тело, которое может оказать сопротивление черной дыре. Известно, что тела, попавшие в зоне притяжения черной дыры – затягиваются, разрушаются, поглощаются. Но магнетар не так прост. Из-за очень сильного магнитного поля, он может дать бой неудержимой силе притяжения черной дыры.
В 2013 ученые зафиксировали такое противостояние, магнетар, попавший в зону притяжения Стрельца A* — сверхмассивной чёрной дыры с массой более 4 миллионов Солнц, смог дать ей отпор. До настоящего момента магнетар продолжает вращаться вокруг этой черной дыры (с учетом, конечно, того, что свет оттуда доходит до нас с задержкой).
Как появляются?
Магнетары плохо изучены, точно сказать, как появляются такие космические объекты, затруднительно. В соответствии с наиболее убедительной версией, магнетары появляются после взрыва сверхновой звезды. Массивная звезда взрывается – а новорожденная звезда может стать магнетаром, если вращается очень быстро.
Как появляются? Конкурирующие теории
Слияние двух нейтронных звезд может привести к появлению черной дыры, но не всегда, так же в результате этого космического процесса может родиться и магнетар.
Указанная теория не единственная, есть разные теории, например, теория тихого коллапса, согласно которой, если ядро звезды начинает стремительно вращаться, звезда может стать магнетаром. Согласно другой версии, магнетар может появиться в результате трансформации пульсара.
Магнетар против Пульсара — ключевые различия
Магнетар — излучает благодаря распаду сильнейшего магнитного поля. Магнитное поле 1014–1015 Гаусса «ломает» кору, вызывает звездотрясения, вспышки энергии, нагрев. Активная жизнь ~10 тыс. лет.
Пульсар — излучает за счёт потери энергии вращения. Он как космический «маяк»: быстро вращается и посылает радиолучи. Магнитное поле 1011–1013 Гаусс — в тысячи раз слабее, чем у магнетара. Очень стабилен, может жить миллионы лет.
А сколько их всего?
Признано существование 24 магнетаров. Также есть еще 6 «кандидатов» в магнетары. Согласно некоторых прогнозам, магнетаров быть намного больше.
Обычные магнетары имеют магнитные поля порядка 1014–1015 Гаусса ≈1010–1011 Тесла. Но у Swift J0243.6+6124 (Свифт Джей 0243.6+6124) поле оказалось в 10–15 раз сильнее, чем у обычных магнетаров.
Роль магнетаров в современной астрофизике
Магнетары — естественные «лаборатории» экстремальной астрофизики: сверхплотной материи, сверхпроводимости, сверхсильных магнитных полей и квантовой электродинамики в сильных полях.
В 2020 году появились убедительные доказательства связи магнетара в нашей Галактике с миллисекундным радиовсплеском. Это стало важным аргументом в пользу того, что хотя бы часть быстрых радиовсплесков во Вселенной порождается магнетарами.
Понимание того, как часто и при каких условиях образуются магнетары, помогает уточнять модели эволюции массивных звёзд и статистику сверхновых.