С каждым новым открытием Вселенная бросает нам вызов. Несмотря на все современные технологические достижения, в макрокосмосе остаётся немало белых пятен. Неизученные физические явления, происходящие в самых отдалённых уголках нашей галактики, способны одновременно пугать и восхищать исследователей глубокого космоса.
Сегодня мы расскажем об одном из таких явлений — магнитарах, самых мощных магнитах во Вселенной с ошеломляюще высоким уровнем излучения.
Первые следы загадочного излучения
За последние 50 лет человечество несколько раз сталкивалось с чрезвычайно мощным излучением, дошедшим до нас из глубин космоса. Но, как часто бывает с космическими открытиями, источник долго не удавалось обнаружить.
Ключевые вехи в изучении магнитаров:
- 1979 год. Три американских спутника Vela, отслеживающих ядерные испытания на Земле, зафиксировали необычную вспышку гамма‑излучения.
- 1992 год. Астрофизики предположили, что где‑то существует неизвестный науке космический объект с огромным коэффициентом электромагнитного излучения.
- 1998 год. Вспышка гамма‑излучения в созвездии Орла. Измерительные приборы зарегистрировали необъяснимую аномалию — её источник находился в десятках тысяч световых лет от нас.
- 2004 год. На короткое время ослепли все телескопы мира. Менее чем через секунду каждый кубический сантиметр в Солнечной системе испытал волну гамма‑излучения — самый мощный всплеск за всю историю наблюдений.
Сейчас мы ближе, чем когда‑либо, к разгадке природы этого явления.
Что такое магнитар?
Магнитар — это нейтронная звезда с исключительно мощным магнитным полем около 1013 тесла. Это в триллионы раз сильнее электромагнитного излучения на Земле. Магнитар — одно из редчайших и опаснейших явлений, с которыми сталкивалось человечество.
Как он образуется? Когда сверхмассивная звезда находится на грани гибели, происходит взрыв сверхновой. Среди множества возможных сценариев только один может привести к тому, что после взрыва звезда станет магнитаром.
Учёные до сих пор спорят, как именно выглядит этот сценарий. Есть две основные теории:
- Динамо‑механизм. Если нейтронная звезда формируется при быстром вращении, её внутренняя и вращательная энергия создают мощное магнитное поле. Этот процесс известен науке как динамо‑механизм.
- Аккреция. После процесса аккреции магнитар может получать энергию от другой звезды.
Поразительные характеристики магнитаров
- Скорость вращения: от десятков до тысяч оборотов в секунду.
- Размеры: диаметр всего 20–30 километров.
- Масса: магнитар диаметром 15 км будет значительно тяжелее нашего Солнца.
- Плотность: настолько высока, что колпачок от ручки весил бы миллиарды тонн, а человек был бы разорван на куски за считанные секунды при приземлении на поверхность звезды.
Звёздные землетрясения
Несколько лет назад астрономы NASA зарегистрировали явление, получившее название «звёздное землетрясение». Благодаря гамма‑телескопу Fermi учёные получили данные об интенсивных рентгеновских вспышках от магнитара SGR J1550‑5418.
Магнитное поле этой звезды настолько мощное, что время от времени её кора лопается, высвобождая огромное количество энергии через трещины. Такие звёздные землетрясения — источник пульсирующего электрического тока.
Теоретически, если бы активный магнитар оказался в пределах Солнечной системы, мы бы даже не успели заметить угрозу: озоновый слой Земли вместе со всеми формами органической жизни был бы уничтожен за доли секунды. К счастью, ближайший к нам магнитар находится на безопасном расстоянии.
Опасное соседство
Приближаться к магнитару опасно не только из‑за гравитационных свойств его ядра и вспышек энергии во время звёздного землетрясения. Даже в стабильном состоянии его магнитное поле способно выводить из строя электрические устройства за сотни тысяч километров, а в радиусе тысячи километров любой объект будет расщеплён на атомы.
Классификация магнитаров
Чтобы систематизировать различия в излучении, учёные разделили магнитары на два типа:
- SGR (Soft Gamma Repeater) — мягкие гамма‑повторители.
- AXP (Anomalous X‑ray Pulsar) — аномальные рентгеновские пульсары.
По сути, SGR и AXP — это разные фазы жизни одного объекта:
Первые 10 000 лет магнитар существует как SGR — пульсар, видимый в обычном свете и периодически испускающий вспышки мягкого гамма‑излучения. Со временем он исчерпывает свои свойства и переходит в невидимый спектр, становясь AXP — его можно наблюдать только в рентгеновском диапазоне.
Сколько их и где они находятся?
По разным данным, среди миллиардов нейтронных звёзд известно от 30 до 150 потенциальных магнитаров. В Млечном Пути их около 12, ближайший — 1E 2259+586 — находится примерно в 13 000 световых лет от Земли. Это мягкий гамма‑повторитель, и если на его поверхности произойдёт звёздное землетрясение, это повлияет на нас лишь незначительными изменениями в верхних слоях ионосферы.
Из‑за малых размеров и удалённости магнитары нельзя наблюдать в обычные любительские телескопы. Для их обнаружения используют инфракрасное или рентгеновское сканирование неба.
Удивительное открытие 2013 года
В 2013 году астрономы заявили об обнаружении магнитара вблизи сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути. Звезда была найдена с помощью орбитальных телескопов, включая рентгеновскую обсерваторию Chandra.
SGR 1745‑2900 находится всего в 0,3 световых года от края чёрной дыры — на сегодня это единственная нейтронная звезда, обнаруженная так близко к объекту такого масштаба.
Наблюдения показали, что уровень его рентгеновского излучения значительно ниже, чем у звёзд этой категории. Учёные пришли к выводу: расстояние в 0,3 световых года недостаточно для взаимодействия магнитного или гравитационного поля между чёрной дырой и магнитаром. Скорее всего, причина в другом — постепенном затухании магнитного поля самого магнитара в течение его короткого жизненного цикла (около миллиона лет).
Финал жизни магнитара
Со временем магнитар может перейти в другую категорию, чаще или реже вспыхивать, истощать запасы материи и превратиться из SGR в AXP. В «преклонном возрасте» бывший магнитар, переживший рассеивание своего магнитного поля, может стать теплоизлучающей нейтронной звездой.
На сегодня науке известно всего около 7 таких объектов, получивших название «Великолепная семёрка». Каждый из них когда‑то мог быть одним из самых опасных объектов глубокого космоса.
Чтобы разгадать эти тайны, потребуются долгие годы, новые технологические достижения и люди, готовые посвятить свою жизнь поиску ответов на самые опасные и невероятные загадки Вселенной.