Νέες αποδείξεις για την ύπαρξη των 'magnetars'

Από σελίδα του Physicsweb, 12 Σεπτεμβρίου 2002

Αστρονόμοι έχουν βρει νέες αποδείξεις για την ύπαρξη των άστρων που καλούνται 'magnetars', τα οποία κερδίζουν την ενέργεια τους από μαγνητικά πεδία. Ο Φώτης Γαβριήλ του πανεπιστημίου McGill στον Καναδά και συνάδελφοι του πιστεύουν πως η ενέργεια μιας κατηγορίας πάλζαρς, των ανώμαλων, που εκπέμπουν ακτινοβολία-Χ, οφείλεται στην εξασθένιση ενός πάρα πολύ μεγάλου μαγνητικού πεδίου. Αυτά τα είδη των πάλζαρς είναι γνωστά πως είναι άστρα νετρονίων, αλλά η πηγή της ενέργειας τους για πολύ καιρό παρέμενε ένα μυστήριο. Ο Γαβριήλ και οι συνάδελφοι του ανακάλυψαν πως δύο εκπομπές των ακτίνων-Χ από ένα τέτοιο πάλζαρ  μοιάζουν με τις εκπομπές ακτινοβολίας από ένα άλλο είδος άστρων νετρονίων, το περίφημο magnetar, που ονομάζεται και επαναλήπτης μαλακών ακτίνων-γ (F Gavriil et al 2002 Nature 419 142).

Οι φυσικοί έχουν μάθει, πολλές δεκαετίες τώρα, πως η ενέργεια των συνηθισμένων αστέρων οφείλεται στην πυρηνική σύντηξη, αλλά έχουν ανακαλύψει κι άλλους τύπους άστρων που βασίζονται σε εναλλακτικές πηγές ενέργειας, όπως είναι η βαρύτητα, ραδιενέργεια ή η περιστροφή. Επιπρόσθετα, πολλοί ερευνητές τώρα πιστεύουν πως η ακτινοβολία των επαναληπτών μαλακών ακτίνων-γ  κερδίζουν ενέργεια από το μαγνητισμό. Θεωρείται πως αυτά τα περιστρεφόμενα αντικείμενα απαιτούν ένα υψηλό μαγνητικό πεδίο, επειδή η περίοδος περιστροφής τους αυξάνεται γρήγορα συνεχώς και επειδή αυτά παράγουν πυκνές ριπές, εκπομπές, ακτίνων-γ.

Οι ερευνητές έχουν υποθέσει πως τα ανώμαλα πάλζαρς ακτίνων=Χ κερδίζουν ενέργεια από μαγνητικά πεδία γιατί, αντίθετα από άλλα πάλζαρς ακτίνων-Χ, αυτά δεν συνοδεύονται  από συνοδούς αστέρες, από τους οποίους θα μπορούσαν να προσαρτήσουν νέα μάζα. Αυτά τα αστέρια επίσης δεν έχουν επαρκή στροφική ενέργεια για να δώσουν ενέργεια στις εκπομπές τους. Περιστρέφονται όμως με τον ίδιο ρυθμό περίπου όπως και οι επαναλήπτες μαλακών ακτίνων-γ, που είναι επίσης τοποθετημένοι στο γαλαξιακό επίπεδο και έχουν παρόμοιο φάσμα ακτίνων-Χ. Μέχρι σήμερα, πάντως, δεν έχουν παρατηρήσει να παράγουν εκπομπές ακτινοβολίας όπως κάνουν οι επαναλήπτες μαλακών ακτίνων-γ.

Τώρα, μετά από τη μελέτη δεδομένων από τον δορυφόρο Rossi X-ray, ο Γαβριήλ και οι συνάδελφοι του ανακάλυψαν δύο εκπομπές ακτίνων-Χ με ιδιότητες παρόμοιες με τους επαναλήπτες που προέρχονταν από την κατεύθυνση ενός ανώμαλου πάλζαρ ακτίνων-X, το ονομαζόμενο1E 1048.1-5937. Αυτοί επίσης βρήκαν ένα χαρακτηριστικό στο φάσμα του αντικειμένου που πιθανόν να δημιουργήθηκε από τη περιστροφή των πρωτονίων μέσα σε ένα πυκνό μαγνητικό πεδίο. Αν επιβεβαιωθεί, αυτό και ένα άλλο παρόμοιο χαρακτηριστικό που βρέθηκε πρόσφατα στο φάσμα ενός επαναλήπτη μαλακών ακτίνων-Χ θα δώσει άμεση απόδειξη ισχυρών μαγνητικών πεδίων που περιτριγυρίζουν αυτά τα αντικείμενα.

Οι ερευνητές υποθέτουν πως οι εκπομπές από τα ανώμαλα πάλζαρς ακτίνων-Χ είναι δυσκολότερο να ανιχνευθούν από ό,τι οι εκπομπές  των magnetar (επαναληπτών) επειδή τα προηγούμενα είναι νεαρά αστέρια με περισσότερα εύπλαστα εξωτερικά στρώματα, η φλοιούς. Όσο περισσότερο εύπλαστη είναι η κρούστα, αυτοί συζητούν, τόσο περισσότερη δυσκολία είναι να υποστηρίξουν τα ισχυρά μαγνητικά πεδία που δίνουν πηγή σε εκπομπές ακτινοβολίας.

Τα magnetars  πιστεύεται πως έχουν μαγνητικά πεδία τουλάχιστον 1014 Gauss, μερικά δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερο από τα μεγαλύτερα επιβεβαιωμένα μαγνητικά πεδία που δημιουργήθηκαν τεχνητά πάνω στη Γη. Τέτοια ισχυρά μαγνητικά πεδία θα could be a boon to physicists as they might give rise to strange effects predicted by quantum electrodynamics.