Магнитар

Магнитар (от англ. magnetar — «магнитная звезда»), или магнетар — особый класс нейтронных звёзд, обладающих исключительно сильным магнитным полем (~10¹¹ Тл), которое является самым мощным из известных во Вселенной. Относятся к числу самых экстремальных и загадочных астрофизических объектов.

Ключевые характеристики

• Сверхсильное магнитное поле: Сила магнитного поля магнитара достигает 10¹⁴ – 10¹⁵ Гаусс (или 10¹¹ Тесла), что в триллионы раз превосходит магнитное поле Земли и в тысячи раз — поле обычных нейтронных звёзд (пульсаров).
• Высокая плотность: Как и все нейтронные звёзды, обладают колоссальной плотностью. При диаметре около 20–25 км их масса составляет 1.4–2 солнечных массы. Чайная ложка их вещества весит сотни миллионов тонн.
• Короткий период вращения: Типичный период вращения вокруг своей оси составляет от 2 до 12 секунд.
• Недолговечность: Активная фаза жизни магнитара, в течение которой он проявляет свою характерную активность, относительно коротка и длится около 10 000 лет, после чего магнитное поле ослабевает.

Происхождение и образование

Магнитары образуются в результате гравитационного коллапса ядер массивных звёзд (в 8–40 раз массивнее Солнца) во время вспышки сверхновой.

Для рождения магнитара необходимо совпадение двух ключевых факторов:

1. Исходная звезда должна обладать достаточно сильным собственным магнитным полем.
2. Новорождённая нейтронная звезда должна очень быстро вращаться (период вращения — порядка нескольких миллисекунд).

Быстрое вращение и конвективные процессы в недрах молодой нейтронной звезды запускают механизм магнитного динамо, который и усиливает магнитное поле до экстремальных значений.

Проявления активности

Энергия магнитара черпается из распада его гигантского магнитного поля, что приводит к уникальным явлениям:

• Звездотрясения: Напряжение, создаваемое магнитным полем, разрывает твёрдую кору нейтронной звезды. Это аналогично землетрясениям, но в космических масштабах.
• Гигантские вспышки: Кратковременные, но колоссальные по мощности выбросы рентгеновского и мягкого гамма-излучения. Например, вспышка магнитара SGR 1806-20 в 2004 году за 0.2 секунды выделила больше энергии, чем Солнце за 100 000 лет.
• Источники быстрых радиовсплесков (FRB): В 2020 году магнитар SGR 1935+2154 впервые был идентифицирован как источник мощного миллисекундного радиовсплеска внутри Млечного Пути, что стало прорывом в объяснении природы этих загадочных космических сигналов.

История изучения и наблюдений

• 1992 г.: Теоретическое предсказание существования магнитаров астрофизиками Робертом Дунканом и Кристофером Томпсоном.
• 5 марта 1979 г.: Зарегистрирована первая гигантская вспышка (исходящая от магнитара SGR 0526-66 в Большом Магеллановом Облаке), однако природа объекта тогда не была понята. Событие теперь считается первым зафиксированным проявлением магнитара.
• 1998 г.: Получены первые убедительные наблюдательные доказательства, подтвердившие теорию 1992 года.
• Настоящее время: В нашей Галактике и её окрестностях обнаружено около 30 кандидатов в магнитары. Их изучение ведётся в первую очередь с помощью рентгеновских обсерваторий (Чандра, XMM-Newton, NICER).

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Насколько магнитары опасны для Земли?
Магнитары не представляют угрозы для жизни на Земле. Ближайшие известные объекты этого класса находятся на расстоянии тысяч световых лет от нас (например, 1E 1048.1-5937 ~ 9000 св. лет). Мощная вспышка в непосредственной близости от Земли (менее 10 св. лет) могла бы нанести ущерб озоновому слою, но вероятность такого события исчезающе мала.

Чем магнитар отличается от пульсара?
Оба объекта являются нейтронными звёздами. Ключевое отличие — источник энергии. Пульсар излучает за счёт кинетической энергии вращения (и потому со временем замедляется), а магнитар — за счёт энергии распада своего сверхсильного магнитного поля. Пульсары также имеют менее сильное магнитное поле.

Как много магнитаров во Вселенной?
Считается, что примерно каждая десятая из рождающихся нейтронных звёзд может стать магнитаром. Однако из-за их короткой активной фазы в любой момент времени в галактике наподобие нашей существует лишь небольшое количество (~10–20) активных магнитаров.

Можно ли увидеть магнитар невооружённым глазом?
Нет. Их излучение преимущественно приходится на рентгеновский и гамма-диапазон, невидимый для человеческого глаза. Однако гигантская вспышка 2004 года ненадолго ионизировала верхние слои атмосферы Земли и могла быть замечена орбитальными приборами даже будучи направленной не прямо на нас.