Ποιοι είναι οι πιο ισχυροί μαγνήτες στο Σύμπαν;

Στο προηγούμενo άρθρο, μάθαμε ότι οι Αστέρες Νετρονίων (ΑΝ) μοιάζουν αρκετά με ανθρώπινα όντα που έχουν διαφορετικές προσωπικότητες, αλλά παρόλα αυτά έχουν αρκετά κοινά χαρακτηριστικά. Όλοι οι ΑΝ έχουν μαγνητικό πεδίο, η περιστροφή τους μπορεί να φτάσει έως και 43000 φορές το λεπτό (σκεφτείτε ότι παλμοί ενός μέσου ανθρώπου σε ηρεμία είναι 60 το λεπτό), ενώ σταδιακά μειώνεται με τον χρόνο. Στο συγκεκριμένο άρθρο θα αναφερθούμε σε μία συγκεκριμένη οικογένεια AN, τους magnetars (μάγκνεταρ).

          Οι magnetars είναι μεμονωμένοι ΑΝ των οποίων το μαγνητικό πεδίο είναι χιλιάδες εκατομμύρια φορές ισχυρότερο από έναν μαγνήτη που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος. Είναι τόσο ισχυροί, που ένας magnetar μπορεί να μας αποσυνθέσει σε άτομα αν τολμήσουμε να τον πλησιάσουμε στα 1000 χιλιόμετρα και ουσιαστικά να μας εξαφανίσει! Δεδομένου αυτού του υπερ-ισχυρού μαγνητικού πεδίου, οι magnetars διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε μία σειρά φαινομένων, όπως τα βαρυτικά κύματα, τις υπέρλαμπρες πηγές ακτίνων Χ και τις ταχείες ραδιο εκλάμψεις.

          Πώς μπορούμε να ανιχνεύσουμε τους magnetars όμως; Οι magnetars εκπέμπουν στις ακτίνες Χ (ίδιες με αυτές που χρησιμοποιούνται στις ακτινογραφίες). Οι ακτίνες Χ απορροφώνται από τη Γήινη ατμόσφαιρα, οπότε χρειάζεται να “στείλουμε” τηλεσκόπια σε τροχιά γύρω από τη Γη, ώστε να παρατηρήσουμε τους συγκεκριμένους ΑΝ.

Οι ακτίνες Χ των magnetars προέρχονται από αστάθειες και διάσπαση του μαγνητικού τους πεδίου. Μέχρι τώρα, έχουν ανακαλυφθεί περίπου 30 magnetars και οι περισσότεροι από αυτούς βρίσκονται μέσα στο Γαλαξία μας.

Μεταξύ των μεμονωμένων ΑΝ, οι magnetars είναι οι πιο ενεργοί, με απρόβλεπτες και εξαιρετικά ακραίες μεταβολές στην εκπομπή τους. Μπορούν να παράγουν λαμπρές εκλάμψεις με διάρκεια από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου έως κάποια λεπτά. Αυτές οι εκλάμψεις συχνά αναγγέλουν ότι ο magnetar έχει περάσει σε μία ενεργή φάση, η οποία συχνά αναφέρεται ως outburst (φάση/περίοδος έντονης δραστηριότητας). Κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου επεισοδίου, η λαμπρότητα στις ακτίνες Χ ξαφνικά αυξάνει έως και 100-1000 φορές. Στη συνέχεια φθίνει μέσα σε ένα χρονικό διάστημα που διαρκεί από εβδομάδες έως και μήνες/χρόνια. Οι εκλάμψεις αυτές αποτελούν την καλύτερη μέθοδο για την ανακάλυψη νέων magnetars.

Με αυτόν τον τρόπο το 2020 ανακαλύφθηκαν δύο νέοι magnetars, ο ένας μάλιστα αποτελεί έναν από τους νεότερους pulsar του Γαλαξία μας (είναι μόλις 400 ετών, σε αστροφυσικές κλίμακες χρόνου, αυτή η πηγή είναι ακόμη ένα μωρό!). Ομοίως το 2013, με την εκπομπή μιας σύντομης χρονικά έκλαμψης στις ακτίνες Χ, που σηματοδότησε την έναρξη ενός outburst, ανακαλύψαμε έναν magnetar εξαιρετικά κοντά στην υπερμεγέθη μελανή οπή στο κέντρο του Γαλαξία μας (δες Εικόνα).

Κατά το 2020, είδαμε ένα μοναδικό γεγονός: ο magnetar που ονομάστηκε SGR 1935+2154 εξέπεμψε μερικές σύντομες εκλάμψεις στα ραδιοκύματα. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που ένα τέτοιο φαινόμενο παρατηρήθηκε στους magnetars. Αυτές οι ραδιο εκλάμψεις έχουν παρόμοιες ιδιότητες με τις ταχείες ράδιο εκλάμψεις (Fast Radio Bursts – FRBs). Οι FRBs είναι σύντομοι και λαμπροί παλμοί στα ραδιοκύματα, οι οποίοι διαρκούν ένα κλάσμα του δευτερολέπτου κι έχουν βρεθεί σε μακρινούς γαλαξίες¹. Υπάρχουν πάρα πολλές θεωρίες² σχετικά με τη δημιουργία αυτών των παλμών. Ένα σενάριο υποθέτει ότι οι FRBs μπορούν να προέρχονται από magnetars που παρουσιάζουν εκλάμψεις και βρίσκονται εκτός του Γαλαξία μας. Η ανακάλυψη αυτής της ραδιο έκλαμψης που μοιάζει με FRB (ακόμη κι αν είναι αρκετά πιο αμυδρή) σε έναν magnetar που βρίσκεται κοντά μας, υποστηρίζει τη σύνδεση των magnetar και της προέλευσης των FRBs.

          Οι περισσότεροι από τους magnetars “κρύβονται” στο σκοτάδι του Σύμπαντος. Eμείς ως αστρονόμοι, ψάχνουμε να τα ανακαλύψουμε και να εξερευνήσουμε τα “μυστικά” τους.

1. Ο αναγνώστης μπορεί να βρει τη λίστα με τις παρατηρούμενες FRBs στη σελίδα: http://frbcat.org/
2. Ο αναγνώστης μπορεί να βρει τη λίστα με τις διάφορες θεωρίες δημιουργίας των FRBs στη σελίδα: https://frbtheorycat.org