Magnetar

’n Magnetar is ’n soort neutronster met ’n uiters kragtige magneetveld (~109 tot 1011 tesla, ~1013 tot 1015 gauss). Die verval van die magneetveld dryf die uitstraling aan van hoë-energie- elektromagnetiese straling, veral X- en gammastrale.Ward; Brownlee, bl. 286

Die bestaan van magnetars is in 1992 voorgestel deur die astrofisikus Robert Duncan en sterrekundige Christopher Thompson na aanleiding van vroeëre werk deur Jonathan I. Katz oor die sagtegammaherhaler SGR 0525-66, wat destyds ’n gammaflits genoem is.

Hulle voorstel was daarop gemik om die eienskappe te verduidelik van tydelike bronne van gammastrale, wat nou as sagtegammaherhalers (SGR's) bekend staan.Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (February 2003). "Magnetars". Scientific American; bl. 41. In die daaropvolgende dekade is die magnetarhipotese wyd aanvaar en uitgebrei om anomale X-straalpulsars AXP’s te verklaar. Teen Julie 2021 is 24 magnetars bevestig.

Daar is voorgestel dat magnetars die bron is van vinnige radiopulse, veral ná bevindings in 2020 deur wetenskaplikes wat die Australian Square Kilometre Array Pathfinder-radioteleskoop gebruik het.

Beskrywing
Soos met ander neutronsterre is die deursnee van magnetars sowat 20 km en het hulle ’n massa van ongeveer 1,4 sonmassas. Hulle word gevorm deur die ineenstorting van ’n ster met ’n massa van 10-25 keer dié van die Son. Die digtheid van die binnekant van ’n magnetar is so groot dat een eetlepel van sy materiaal ’n massa van meer as 100 miljoen ton sou hê. Magnetars verskil van ander neutronsterre deurdat hulle selfs sterker magneetvelde het en stadiger roteer. Die meeste waargenome magnetars roteer een keer elke twee tot tien sekondes, terwyl tipiese neutronsterre een tot tien keer per sekonde roteer. 

’n Magnetar se magneetveld veroorsaak baie sterk en kenmerkende uitbarstings van X- en gammastrale. Die aktiewe leeftyd van ’n magnetar is kort in vergelyking met ander hemelliggame. Hulle sterk magneetvelde verval ná ongeveer 10 000 jaar, waarna aktiwiteit en sterk X-straalemissies ophou. Gegewe die aantal magnetars wat vandag waarneembaar is, beraam een skatting die getal onaktiewe magnetars in die Melkweg op 30 miljoen of meer.

Sterbewings wat op die oppervlak van die magnetar plaasvind, versteur die magneetveld wat dit omring, wat dikwels lei tot uiters kragtige gammastraal-vlamuitstraling wat in 1979, 1998 en 2004 op Aarde opgeteken is.Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (Februarie 2003). "Magnetars ". Scientific American; bl. 36.

Magneetveld
Magnetars word gekenmerk deur hulle uiters kragtige magneetvelde van ongeveer 109 tot 1011 tesla. Dit is honderd miljoen keer sterker as enige mensgemaakte magneet en omtrent ’n biljoen keer kragtiger as die veld om die Aarde. Die Aarde het ’n magneetveld van 30-60 mikrotesla. 

Die magneetveld van ’n magnetar sou dodelik wees selfs op ’n afstand van 1 000 km, omdat dit die elektronwolke van die atome in ’n voorwerp sou verdraai, wat lewe op Aarde onmoontlik sou maak. Op ’n afstand van die helfte dié tussen die Aarde en die Maan – met die gemiddelde afstand tussen hulle ongeveer 384 400 km – sou ’n magnetar die inligting op al die kredietkaarte op Aarde se magnetiese stroke kon uitvee. Teen 2020 was hulle die kragtigste magnetiese voorwerpe wat nog in die heelal ontdek is.

Volgens die voorbladartikel van Scientific American in Februarie 2003 gebeur daar merkwaardige dinge binne ’n magneetveld van magnetarsterkte. “X-straal-fotone skei maklik in twee of smelt saam. Die vakuum self word gepolariseer en tree op soos ’n sterk dubbelbrekende medium, soos ’n kalsietkristal. Atome word vervorm tot lang, dun silinders.” In ’n veld van ongeveer 105 tesla word atomiese orbitale vervorm tot staafvorms. By 1010 tesla word ’n waterstofatoom 200 keer smaller as sy normale deursnee.
Ontdekking in 1979
Op 5 Maart 1979, ’n paar maande ná die suksesvolle loslating van landingstuie in die atmosfeer van Venus, is die twee onbemande Sowjetruimtetuie Wenera 11 en 12, wat toe in 'n heliosentriese wentelbaan was, getref deur ’n ontploffing van gammastraling. Dié kontak het die stralingslesings op albei tuie binne ’n breukdeel van ’n millisekonde laat styg van ’n normale 100 tellings per sekonde tot meer as 200 000 tellings per sekonde.

Elf sekondes later is Nasa se tuig Helios, wat self om die Son wentel, deur die uitbarsting van straling versadig. Dit het Venus gou bereik, waar die Venuswenteltuig Pioneer se detektors deur die golf oorweldig is. Kort daarna het die gammastrale die detektors oorstroom van drie Amerikaanse Vela-satelliete, die Sowjetse satelliet Prognoz 7 en die Einstein-sterrewag, almal in wentelbane om die Aarde. Voordat dit die Sonnestelsel verlaat het, is die straling ook opgeteken deur die International Sun-Earth Explorer in ’n wentelbaan om die Lagrange-punt L1.

Destyds was dit die sterkste golf gammastrale van buite die Sonnestelsel wat nog opgeteken is, meer as 100 keer so intens as enige vorige bekende uitbarsting. Gegewe die ligsnelheid en die feit dat dit deur verskeie ruimtelik verspreide ruimtetuie opgeteken is, kon die bron van die gammastraling teruggespeur word tot binne ’n akkuraatheid van sowat 2 boogsekondes. Die rigting van die bron het ooreengestem met SGR 0525−66, die oorblyfsel van ’n ster wat omstreeks 3000 v.C. as ’n supernova ontplof het Dit was in die Groot Magellaanse Wolk en die gebeurtenis is genoem GRB 790305b, die eerste waargenome SGR-megaflits.

Onlangse ontdekkings

Op 21 Februarie 2008 is aangekondig dat Nasa en navorsers aan die McGill-universiteit ’n neutronster ontdek het met die eienskappe van ’n radiopulsar wat sommige magneties aangedrewe uitbarstings uitstuur, soos ’n magnetar. Dit dui daarop dat magnetars nie bloot ’n seldsame soort pulsar is nie, maar dalk ’n (moontlik omkeerbare) fase in die bestaan van sommige pulsars verteenwoordig. Op 24 September 2008 het ESO aangekondig hulle het die eerste opties aktiewe magnetarkandidaat nog ontdek met behulp van ESO se Baie Groot Teleskoop. Die nuut ontdekte voorwerp is SWIFT J195509+261406 genoem. 

Op 1 September 2014 het ESA berig oor ’n magnetar naby die supernovaoorblyfsel Kesteven 79. Sterrekundiges van Europa en China het hierdie magnetar, genaamd 3XMM J185246.6+003317, in 2013 ontdek deur beelde te bestudeer wat in 2008 en 2009 geneem is. In 2013 is ’n magnetar, PSR J1745−2900, ontdek wat om die swartkolk in die Sagittarius A*-stelsel wentel. Hierdie voorwerp bied ’n waardevolle hulpmiddel vir die bestudering van die geïoniseerde interstellêre medium in die rigting van die galaktiese sentrum. In 2018 is bepaal die tydelike resultaat van die samesmelting van twee neutronsterre was ’n hipermassiewe magnetar, wat kort daarna in ’n swartkolk gestort het.

In April 2020 is ’n moontlike verband tussen vinnige radio-uitbarstings en magnetars voorgestel, gebaseer op waarnemings van SGR 1935+2154, ’n waarskynlike magnetar wat in die Melkweg geleë is.

Verwysings

Skakels