Μαγνητικός βρόχος στο μάγναστρο SGR 0418
Agency

Μυστηριώδες μάγναστρο φέρει ένα από τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία στο σύμπαν

23/08/2013 1096 views 6 likes
ESA / Space in Member States / Greece

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου της ESA XMM-Newton, πως ένα παράξενο νεκρό αστέρι κρύβει εδώ και πολύ καιρό ένα από τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία στο Διάστημα, παρότι είχαν γίνει παλαιότερα εκτιμήσεις για ένα ασυνήθιστα ασθενές μαγνητικό πεδίο.

Το αντικείμενο που είναι γνωστό ως SGR 0418+5729 (ή SGR 0418 εν συντομία) είναι ένα μάγναστρο (magnetar στα αγγλικά), ένα ξεχωριστό είδος αστέρων νετρονίων.

Ένας αστέρας νετρονίων είναι ο νεκρός πυρήνας ενός τεράστιου αστέρα που κατέρρευσε στον εαυτό του αφού κατανάλωσε όλα του τα καύσιμα και εξερράγη με ένα δραματικό συμβάν υπερκαινοφανούς αστέρα. Είναι εξαιρετικά πυκνά αντικείμενα που περικλείουν μάζα περισσότερη από αυτή του Ήλιου σε μια σφαίρα μόνον 20 χιλιομέτρων – περίπου όσο το μέγεθος μιας πόλης. 

Ένα μικρό ποσοστό αστέρων νετρονίων σχηματίζουν και ζουν για λίγο ως μάγναστρα, ονομαζόμενοι έτσι από τα εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά τους πεδία τα οποία είναι δισεκατομμύρια με τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερα από εκείνα που παράγονται για παράδειγμα στα μηχανήματα MRI των νοσοκομείων. Τα πεδία αυτά κάνουν τα μάγναστρα να εκρήγνυνται σποραδικά με ριπές υψηλής-ενέργειας ακτινοβολίας.  

Ο SGR 0418 βρίσκεται στο γαλαξία μας, περίπου 6500 έτη φωτός από τη Γη. Εντοπίστηκε για πρώτη φορά τον Ιούνιο του 2009 από διαστημικά τηλεσκόπια μεταξύ των οποίων το Fermi της NASA και το Koronas-Photon της Roscosmos όταν ξαφνικά φωτίστηκαν με ακτίνες-Χ και ασθενείς ακτίνες γάμμα. Έχει μελετηθεί στη συνέχεια από ένα στόλο παρατηρητηρίων, συμπεριλαμβανομένου και του XMM-Newton της ESA.

"Μέχρι πρόσφατα, όλες οι ενδείξεις ήταν πως αυτό το μάγναστρο είχε ένα από τα γνωστά πιο ασθενή επιφανειακά μαγνητικά πεδία, στα 6 x 1012 Gauss, ήταν χοντρικά 100 φορές χαμηλότερο από τα τυπικά μάγναστρα", λέει ο Ανδρέα Τιένγκο από το Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Ανώτατων Σπουδών, στην Πάβια, Ιταλία, και κύριος συγγραφέας της εργασίας που εκδόθηκε στο περιοδικό Nature

"Η κατανόηση αυτών των αποτελεσμάτων ήταν μια πρόκληση. Παρόλα αυτά, υποψιαζόμασταν πως ο SGR 0418 έκρυβε στην πραγματικότητα ένα πολύ ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο, έξω από τα όρια των συνηθισμένων αναλυτικών τεχικών μας".

Τα μάγναστρα περιστρέφονται πιο αργά από ότι οι αστέρες νετρονίων, πραγματοποιώντας ωστόσο και πάλι μια περιστροφή μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Ο συμβατικός τρόπος να καθοριστεί το μαγνητικό πεδίο ενός μάγναστρου είναι να μετρηθεί ο ρυθμός με τον οποίο μειώνεται η περιστροφή. Μετά από τρία χρόνια παρατηρήσεων του SGR 0418, οι επιστήμονες οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ενός ασθενούς μαγνητικού πεδίου.

Η νέα τεχνική που αναπτύχθηκε από τον Δρ. Τιένγκο και τους συνεργάτες του, περιλαμβάνει αναζήτηση για διαφοροποιήσεις στο φάσμα των ακτίνων-Χ του μάγναστρου σε εξαιρετικά σύντομα χρονικά διαστήματα καθώς αυτό περιστρέφεται. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους αστρονόμους να αναλύσουν το μαγνητικό πεδίο σε πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια αποκαλύπτοντας πως ο SGR 0418 είναι τελικά ένα μαγνητικό «τέρας».

"Για να εξηγηθούν οι παρατηρήσεις μας, αυτό το μάγναστρο πρέπει να έχει ένα υπέρ-δυνατό, περιστρεμμένο μαγνητικό πεδίο το οποίο φτάνει τα 1015 Gauss γύρω από μικρές περιοχές στην επιφάνεια και εκτείνεται μόνο μερικές εκατοντάδες μέτρα", είπε ο Δρ. Τιένγκο.

"Κατά μέσο όρο, το πεδίο μπορεί να φανεί αρκετά ασθενές, όπως είχε προταθεί από προηγούμενες μελέτες. Ωστόσο, είμαστε τώρα σε θέση να εξετάσουμε την επιμέρους δομή στην επιφάνεια και να δούμε ότι το πεδίο είναι πολύ ισχυρό σε τοπικό επίπεδο".

Μια απλή αναλογία μπορεί να γίνει με τα τοπικά μαγνητικά πεδία που βρίσκονται στις ηλιακές κηλίδες στον Ήλιο, όπου μια αλλαγή στη διάταξη μπορεί ξαφνικά να οδηγήσει στην κατάρρευση τους και την παραγωγή μιας έκλαμψης ή, στην περίπτωση του SGR 0418, μια έκρηξη ακτίνων-Χ. 

"Τα φασματικά δεδομένα που παρέχονται από το XMM-Newton, σε συνδυασμό με ένα νέο τρόπο ανάλυσης των δεδομένων, μας επέτρεψε να κάνουμε επιτέλους τις πρώτες λεπτομερείς μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου ενός μάγναστρου, επιβεβαιώνοντας ότι είναι μια από τις μεγαλύτερες τιμές που έχουν μετρηθεί ποτέ στο Σύμπαν", προσθέτει ο Νόρμπερτ Σαρτελ, επιστήμονας του έργου του XMM-Newton της ESA.

"Έχουμε τώρα ένα νέο εργαλείο για την ανίχνευση των μαγνητικών πεδίων και των άλλων μάγναστρων, το οποίο θα βοηθήσει στους περιορισμούς των μοντέλων αυτών των εξωτικών αντικειμένων".

Σημειώσεις για συντάκτες

Για να διαβάσετε αυτό το άρθρο σε βάθος μπορείτε να ανατρέξετε στο Weakling magnetar reveals hidden strength, στις σελίδες Επιστήμης και Τεχνολογίας της ESA.

Η εργασία “A variable absorption feature in the X-ray spectrum of a magnetar,” από τον A. Tiengo και άλλους, εκδόθηκε στο περιοδικό Nature, στις 15 Αυγούστου 2013.

 

 

 

Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνήσετε με:

Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int

Andrea Tiengo
Istituto Universitario di Studi Superiori and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Pavia, Italy and Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica/INAF Milan, Italy
Email: andrea.tiengo[@]iusspavia.it
Phone: +39-0382-375865 or +39-02-23699-468

Norbert Schartel
XMM-Newton Project Scientist
Tel: +34 91 8131 184
Email: Norbert.Schartel@sciops.esa.int

Related Links