Magnetars Neutronensterren met een trap

Neutronensterren zijn rare, raadselachtige objecten die er zijn in de Melkweg. Ze zijn al tientallen jaren bestudeerd omdat astronomen betere instrumenten krijgen die ze kunnen observeren. Denk aan een trillende, solide bal van neutronen die strak tegen elkaar worden gedrukt in een ruimte zo groot als een stad. 

Vooral een klasse neutronensterren is erg intrigerend; ze worden "magnetars" genoemd. De naam komt van wat ze zijn: objecten met extreem krachtige magnetische velden. Terwijl normale neutronensterren zelf ongelooflijk sterke magnetische velden hebben (in de orde van 10¹² Gauss, voor degenen onder u die deze dingen graag willen bijhouden), magnetars zijn vele malen krachtiger. De krachtigste kunnen hoger zijn dan een TRILLION Gauss! Ter vergelijking: de magnetische veldsterkte van de zon is ongeveer 1 Gauss; de gemiddelde veldsterkte op aarde is een halve Gauss. (Een Gauss is de meeteenheid die wetenschappers gebruiken om de sterkte van een magnetisch veld te beschrijven.)

Creatie van magnetars

Dus, hoe vormen magnetars zich? Het begint met een neutronenster. Deze worden gemaakt wanneer een enorme ster zonder waterstofbrandstof komt te branden in zijn kern. Uiteindelijk verliest de ster zijn buitenste omhulsel en stort in. Het resultaat is een enorme explosie die een supernova wordt genoemd.

Tijdens de supernova wordt de kern van een superzware ster gepropt in een bal met een diameter van slechts ongeveer 40 kilometer. Tijdens de laatste catastrofale explosie zakt de kern nog meer in elkaar, waardoor een ongelooflijk dichte bal met een diameter van ongeveer 20 km of 12 mijl ontstaat.

Die ongelooflijke druk zorgt ervoor dat waterstofkernen elektronen absorberen en neutrino's afgeven. Wat overblijft nadat de kern is ingestort, is een massa neutronen (die componenten zijn van een atoomkern) met een ongelooflijk hoge zwaartekracht en een zeer sterk magnetisch veld. 

Om een ​​magnetar te krijgen, heb je iets andere omstandigheden nodig tijdens het instorten van de stellaire kern, waardoor de uiteindelijke kern ontstaat die heel langzaam roteert, maar ook een veel sterker magnetisch veld heeft. 

Waar vinden we magnetars?

Een paar dozijn bekende magnetars zijn waargenomen en andere mogelijke worden nog steeds bestudeerd. Een van de meest nabije is een ontdekt in een sterrenhoop op ongeveer 16.000 lichtjaar afstand van ons. De cluster wordt Westerlund 1 genoemd en bevat enkele van de meest massieve hoofdreekssterren in het universum. Sommige van deze reuzen zijn zo groot dat hun atmosfeer de baan van Saturnus zou bereiken, en velen zijn zo lichtgevend als een miljoen zonnen.

De sterren in dit cluster zijn vrij buitengewoon. Met allemaal 30 tot 40 keer de massa van de zon, maakt het de cluster ook vrij jong. (Meer massieve sterren verouderen sneller.) Maar dit betekent ook dat sterren die de hoofdreeks al hebben verlaten, minstens 35 zonnemassa's bevatten. Dit op zichzelf is geen verrassende ontdekking, maar de daaropvolgende detectie van een magnetar in het midden van Westerlund 1 stuurde trillingen door de wereld van de astronomie.

Gewoonlijk ontstaan ​​neutronensterren (en dus magnetars) wanneer een ster van 10 - 25 zonnemassa de hoofdreeks verlaat en sterft in een massieve supernova. Nu echter alle sterren in Westerlund 1 bijna gelijktijdig zijn gevormd (en gezien massa de sleutelfactor is in de veroudering), moet de oorspronkelijke ster groter zijn geweest dan 40 zonnewaarden.

Het is niet duidelijk waarom deze ster niet in een zwart gat is ingestort. Een mogelijkheid is dat magnetars zich misschien op een compleet andere manier vormen dan normale neutronensterren. Misschien was er een begeleidende ster die in wisselwerking stond met de zich ontwikkelende ster, waardoor hij veel van zijn energie voortijdig besteedde. Veel van de massa van het object is misschien ontsnapt en laat te weinig achter om volledig in een zwart gat te evolueren. Er is echter geen metgezel gedetecteerd. Natuurlijk kon de begeleidende ster vernietigd zijn tijdens de energetische interacties met de voorouder van de magnetar. Het is duidelijk dat astronomen deze objecten moeten bestuderen om er meer over te begrijpen en hoe ze zich vormen.

Magnetische veldsterkte

Hoe een magnetar ook geboren wordt, zijn ongelooflijk krachtige magnetische veld is het meest bepalende kenmerk. Zelfs op afstanden van 600 mijl van een magnetar zou de veldsterkte zo groot zijn dat menselijk weefsel letterlijk uit elkaar wordt gerukt. Als de magnetar halverwege tussen de aarde en de maan zweeft, zou het magnetische veld sterk genoeg zijn om metalen voorwerpen zoals pennen of paperclips uit uw zakken te tillen en alle creditcards op aarde volledig te demagnetiseren. Dat is niet alles. De stralingsomgeving om hen heen zou ongelooflijk gevaarlijk zijn. Deze magnetische velden zijn zo krachtig dat versnelling van deeltjes gemakkelijk röntgenemissies en gamma-stralenfotonen produceert, het licht met de hoogste energie in het universum.

Bewerkt en bijgewerkt door Carolyn Collins Petersen.