نجم مغناطيسي

نجم مغناطيسي (بالإنجليزية: Magnetar) هو نوع من النجوم النيوترونية تتميز ب حقل مغناطيسي قوي.
تصل شدة الحقل المغناطيسي في هذه النجوم إلى حوالي 100 مليار تسلا. وهي أقوى بحوالي 100 مرة من الحقل المغناطيسي للنجم النيوتروني العادي.
يتسبب هذا المجال المغناطيسي الشديد في إصدار أشعة كهرومغناطيسية عالية الطاقة وعلى الأخص الأشعة السينية وأشعة غاما.
و فكر العالمان الفيزيائيان روبرت دنكان وكريستوفر تومسون عام 1992 في صياغة نظرية لتفسير تلك الظواهر، وكان دنكان قد قام بتسجيل أول انفجار أشعة غاما يوم 05/03/1979 واعتبره نجما مغناطيسيا.
ثم أصبح افتراض وجود النجوم المغناطيسية من الأمور المسلم بها خلال العقود التالية وهي تفسر نباضات غاما الضعيفة soft gamma repeater ونباضات أشعة إكس الشاذة anomalous X-ray pulsar.
اكتشف أول نجم مغناطيسي عام 1989.

وصفه

لم تدرس النجوم المغناطيسية بالقدر الكافي حتى الآن لقلة وجودها قريبة من الأرض. يبلغ قطر النجم المغناطيسي أو المغناطار نحو 20 كيلومتر ولكن كتلته تكون أكبر من كتلة الشمس. وكثافة النجم المغناطيسي عالية جدا بحيث يصل كتلة عقلة الإصبع منه نحو 100 مليون طن وتسمى مادته أحيانا نيوترونيوم. ويدور النجم المغناطيسي بسرعة هائلة حول محوره حتى أنه ينهي دورة بين 1 و 10 ثوان.
تصل بعض النجوم ذات كتلة أكبر من الشمس عند نهاية عمرها وتتحول إلى نجم مغناطيسي، و لا تبقى على تلك الحالة طويلا. فمجالهم المغناطيسي البالغ الشدة يتتضاءل خلال 10.000 سنة بعدما ينخفض معدل إصداره للأشعة السينية العالية الطاقة. وبحسب المشاهدة حتى الآن فتقدر بعض التقديرات وجود نحو 30 مليون نجما مغناطيسيا خامدا في مجرتنا مجرة درب التبانة.
وعندما تحدث زلازل على سطح النجم المغناطيسي فإنها تتسبب في تغيرات للمجال المغناطيسي وتسبب بدورها ثورات إصدار أشعة غاما العالية الطاقة، وقد سجلت تلك الأحداث من الأرض في الأعوام 1979 و 1998 و 2004.

نشأته

تنشأ النجوم النيوترونية من تقلص فئة معينة من النجوم خلال انفجار مستعر أعظم. ويصبح قطره نحو 10 إلى 20 كيلومتر، وينشأ له مجال مغناطيسي شديد قد يبلغ كثافة التدفق المغناطيسي له نحو لخطوط 10⁸ تسلا. وهذا يتمشى مع قوانين الإلكتروديناميك والتي تنص على أن حاصل ضرب قطر وشدة المجال المغناطيسي 
خلال تقلص النجم (السالف) تبقى ثابت.
وبناء على قانون انحفاظ الزخم الزاوي تدور النجوم النيوترونية بعد تقلصها بدورة دوران في حدود المللي ثانية. وينشأ النجم المغناطيسي عندما تكون للنجم النيوتروني مجالا مغناطيسيا ودورة أقل من 10 مللي ثانية، وإلا فينتج نجما نيوترونيا فقط أو نباض. والسبب في ذلك أن مناطق الحمل في النجم النيوتروني الشديدة الكثافة، فهي تدور بعد التقلص مباشرة بسرعة تصل 10 مللي ثانية للدورة الواحدة. فإذا كانت دورة النجم أسرع من ذلك فإن التأثير الكهرومغناطيسي المماثل لعمل المولد الكهربائي يعمل على تحويل الطاقة الحركية لدوامات الحمل إلى طاقة مغناطيسية خلال 10 ثوان.
ينشأ عن ذلك مجال مغناطيسي مقداره 
10¹¹ تسلا أي أكبر نحو 1000 مرة من المجال المغناطيسي لنجم نيوتروني عادي. وتصل كثافة الكتلة الناشئة عن مثل كثافة الطاقة هذه طبقا لتكافؤ الكتلة والطاقة (E=mc²) إلى عدة عشرات الأطنان لكل سنتيمتر³. مثل هذا المجال المغناطيسي البالغ الشدة يغير شكل الفراع الكمومي، بحي يجعل الفضاء الخالي من المادة ذو معامل انكسار مزدوج.
فإذا كان محور المجال المغناطيسي مائلا بالنسبة إلى محور الدوران، عندئذ يشع النجم موجة راديوية دوريا لها طاقة تكون في حيز 10⁸ ضعف لمجموع القدرة الإشعاعية للشمس. وتستخلص تلك الطاقة من طاقة الحركة الدورانية للنجم والتي تستهلك خلال 10.000 سنة، وتصبح دورة الدوران عدة ثوان. أما النباضات العادية فيقل معدل انخفاض دورتها الدورانية عن ذلك كثيرا ولذلك فهي تدور بسرعات أكبر كثيرا.