Magnetar misterius memiliki medan magnet paling kuat di alam semesta. Magnetar – Ulasan Majalah Semua Tentang Luar Angkasa: Bintang Neutron Supermagnetisasi

Ilustrasi seniman menunjukkan magnetar di gugus bintang yang sangat kaya dan muda. Kredit: ESO / L. Calçada.

Mungkin Anda mengira alam semesta sempurna untuk kehidupan. Namun ternyata tidak. Hampir seluruh alam semesta adalah tempat yang mengerikan dan penuh permusuhan, dan kita cukup beruntung dilahirkan di planet yang sebenarnya tidak berbahaya di wilayah terpencil di Bima Sakti.

Di Bumi ini Anda bisa berumur panjang dan bahagia, namun ada tempat di Alam Semesta di mana Anda tidak akan bertahan bahkan beberapa detik saja. Tidak ada yang lebih mematikan daripada benda yang ditinggalkan supernova: bintang neutron.

Seperti yang Anda ketahui, bintang neutron terbentuk ketika bintang yang lebih masif dari Matahari kita meledak menjadi supernova. Ketika bintang-bintang ini mati, mereka tidak dapat menahan gravitasi yang kuat dan hancur menjadi benda-benda berdiameter beberapa puluh kilometer. Akibat tekanan yang sangat besar tersebut, neutron dihasilkan di dalam benda.

Dalam kebanyakan kasus, Anda mendapatkan jenis bintang neutron pertama - pulsar. Pulsar adalah bintang neutron kecil yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi, terkadang mencapai beberapa ratus putaran per detik.

Namun, sekitar satu dari sepuluh bintang neutron memang menjadi sesuatu yang sangat aneh. Ia menjadi magnetar - objek paling misterius dan mengerikan di alam semesta. Anda mungkin pernah mendengar kata ini, tapi apa itu?

Seperti yang saya katakan, magnetar adalah bintang neutron yang terbentuk akibat ledakan supernova. Namun hal luar biasa apa yang terjadi selama pembentukannya sehingga medan magnetnya melebihi medan magnet benda lain hingga ratusan, ribuan, dan bahkan jutaan kali lipat? Faktanya, para astronom tidak mengetahui secara pasti apa yang membuat medan magnet magnetar begitu kuat.

Kesan seorang seniman tentang penggabungan dua bintang neutron. Kredit: Universitas Warwick/Mark Garlick.

Menurut teori pertama, jika bintang neutron terbentuk dengan cara berputar dengan cepat, maka gabungan kerja konveksi dan rotasi yang mempunyai pengaruh dominan pada beberapa detik pertama keberadaan bintang neutron tersebut dapat mengakibatkan terbentuknya medan magnet yang kuat. bidang. Proses ini dikenal oleh para ilmuwan sebagai “dinamo aktif”.

Namun, dari hasil penelitian terbaru, para astronom mengajukan teori kedua tentang pembentukan magnetar. Para peneliti telah menemukan magnetar yang akan meninggalkan galaksi kita di masa depan. Kita telah melihat contoh bintang yang melarikan diri, dan semuanya memperoleh lintasannya sebagai akibat dari ledakan supernova dalam sistem biner. Dengan kata lain, magnetar ini juga merupakan bagian dari sistem biner.

Dalam sistem seperti itu, dua bintang berputar mengelilingi satu sama lain lebih dekat daripada Bumi mengelilingi Matahari. Jaraknya sangat dekat sehingga materi dalam bintang bisa mengalir bolak-balik. Pertama, bintang yang lebih besar mulai mengembang dan memindahkan materi ke bintang yang lebih kecil. Peningkatan massa ini menyebabkan bintang yang lebih kecil bertambah besar dan material mulai mengalir kembali ke bintang pertama.

Akhirnya salah satu bintang meledak dan melemparkan bintang lainnya keluar dari Bima Sakti, meninggalkan bintang neutron yang tidak biasa, yang berarti semua interaksi biner ini mengubah bintang neutron menjadi magnetar. Mungkin inilah solusi dari teka-teki magnetar.

Medan magnet magnetar memang akan membuat Anda takut. Induksi magnet di pusat bumi adalah sekitar 25 Gauss, namun di permukaan planet tidak melebihi 0,5 Gauss. Bintang neutron biasa memiliki medan magnet dengan induksi magnet beberapa triliun Gauss. Magnetar juga 1000 kali lebih kuat dari bintang neutron.

Kesan seorang seniman tentang gempa bintang yang menghancurkan permukaan bintang neutron. Kredit: Darlene McElroy dari LANL.

Salah satu yang paling banyak fitur menarik magnetar adalah mereka dapat mengalami gempa bintang. Anda tahu bahwa ada gempa bumi, tapi di bintang-bintang pasti ada gempa bintang. Ketika magnetar terbentuk, kulit terluarnya lebih padat. “Kerak neutron” ini bisa retak, seperti lempeng tektonik di Bumi. Ketika ini terjadi, magnetar memancarkan pancaran radiasi yang dapat kita lihat dari jarak yang sangat jauh.

Faktanya, gempa bintang paling kuat yang pernah tercatat terjadi dengan magnetar bernama SGR 1806-20, yang terletak sekitar 50.000 tahun cahaya dari Bumi. Dalam sepersepuluh detik, magnetar ini melepaskan lebih banyak energi daripada yang dihasilkan Matahari dalam 100.000 tahun. Dan itu bahkan bukan ledakan seluruh benda, itu hanyalah retakan kecil di permukaan magnetar.

Magnetar adalah benda menakjubkan dan berbahaya. Untungnya, jaraknya sangat jauh dan Anda tidak perlu khawatir tentang dampaknya terhadap kehidupan Anda.

(hingga 10 11 T). Keberadaan magnetar secara teoretis telah diprediksi pada tahun 1992, dan bukti pertama keberadaan magnetar diperoleh pada tahun 1998 ketika mengamati ledakan kuat sinar gamma dan radiasi sinar-X dari sumber SGR 1900+14 di konstelasi Aquila. Namun, suar yang diamati pada tanggal 5 Maret 1979 juga dikaitkan dengan magnetar. Masa hidup magnetar adalah sekitar 1 juta tahun. Magnetar memiliki medan magnet terkuat di alam semesta.

Keterangan

Magnetar adalah jenis bintang neutron yang jarang dipelajari karena hanya sedikit yang berada cukup dekat dengan Bumi. Magnetar berdiameter sekitar 20-30 km, namun sebagian besar memiliki massa lebih besar dari massa Matahari. Magnetar sangat terkompresi sehingga sebutir materinya akan memiliki berat lebih dari 100 juta ton. Magnetar yang paling dikenal berputar sangat cepat, setidaknya beberapa putaran per detik. Mereka diamati dalam radiasi gamma, dekat dengan sinar-X, namun tidak memancarkan emisi radio. Siklus hidup magnetar cukup singkat. Medan magnetnya yang kuat menghilang setelah sekitar 10 ribu tahun, setelah itu aktivitas dan emisi sinar-X berhenti. Menurut salah satu asumsi, hingga 30 juta magnetar dapat terbentuk di galaksi kita selama keberadaannya. Magnetar terbentuk dari bintang masif dengan massa awal sekitar 40 M☉.

Kilatan kuat pertama yang diketahui dengan denyut radiasi gamma berikutnya tercatat pada tanggal 5 Maret 1979 selama percobaan Cone, yang dilakukan pada satelit Venera 11 dan Venera 12 dan dianggap sebagai pengamatan pertama pulsar gamma, yang sekarang dikaitkan dengan magnetar: 35. Selanjutnya, emisi tersebut dicatat oleh berbagai satelit pada tahun 2004.

model magnetar

Dari lima SGR yang diketahui, empat SGR terletak di dalam galaksi kita, dan satu lagi terletak di luar galaksi kita.

Jumlah energi yang dilepaskan dalam suar biasa, yang berlangsung sepersepuluh detik, sebanding dengan jumlah yang dipancarkan Matahari dalam satu tahun penuh. Pelepasan energi yang luar biasa ini dapat disebabkan oleh “gempa bintang” – proses pecahnya permukaan padat (kerak) bintang neutron dan pelepasan aliran proton yang kuat dari kedalamannya, yang ditangkap oleh medan magnet dan dipancarkan ke dalam bumi. daerah sinar gamma dan sinar-x dari spektrum elektromagnetik.

Untuk menjelaskan suar ini, konsep magnetar—bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat—telah diusulkan. Jika bintang neutron lahir saat berputar dengan cepat, efek gabungan rotasi dan konveksi, yang memainkan peran utama dalam beberapa detik pertama kehidupan bintang neutron, dapat menciptakan medan magnet yang kuat melalui proses kompleks yang dikenal sebagai “dinamo aktif”. " (mirip dengan bagaimana medan magnet tercipta di dalam Bumi dan Matahari). Para ahli teori terkejut bahwa dinamo seperti itu, yang beroperasi di inti bintang neutron yang panas (~ 10 10 K), dapat menciptakan medan magnet dengan induksi magnet ~ 10 15 G. Setelah pendinginan (setelah beberapa puluh detik), konveksi dan dinamo berhenti bekerja.

Jenis objek lain yang memancarkan radiasi sinar-X yang kuat selama ledakan berkala adalah apa yang disebut pulsar sinar-X anomali - AXP (Anomalous X-ray Pulsars). SGR dan AXP memiliki periode orbit lebih lama (2-12 detik) dibandingkan kebanyakan pulsar radio konvensional. Saat ini, SGR dan AXP diyakini mewakili satu kelas objek (pada 2015, diketahui sekitar 20 perwakilan kelas ini).

Magnetar terkenal

Pada Maret 2016, sebelas magnetar telah diketahui, dengan empat kandidat lainnya menunggu konfirmasi. Contoh magnetar yang diketahui:

Pada September 2008, ESO melaporkan identifikasi objek yang awalnya dianggap magnetar, SWIFT J195509+261406; itu awalnya diidentifikasi oleh semburan sinar gamma (GRB 070610).

Daftar lengkap diberikan dalam katalog magnetar.

Lihat juga

Catatan

1. Dalam sastra modern berbahasa Rusia, bentuk tulisan melalui "e" dan melalui "i" bersaing. Dalam literatur populer dan feed berita, kertas kalkir dari bahasa Inggris mendominasi magnetar - « magnesium e ter", sementara para ahli akhir-akhir ini cenderung menulis" magnesium Dan ter"(lihat, misalnya, Potekhin A.Yu. Fisika bintang neutron // Kemajuan dalam Ilmu Fisika, vol.180, hlm.1279-1304 (2010)). Argumen yang mendukung penulisan tersebut diberikan, misalnya, dalam ulasan S. B. Popov dan M. E. Prokhorov (lihat daftar referensi).
2. FAQ: Magnetar 10 fakta tentang jenis bintang neutron paling tidak biasa dari Magnetar terkenal Sergei Popov
3. Stellar hybrid: Pulsar plus magnetar - Mekanika Populer
4. Pada kenyataannya, suatu zat tidak dapat memiliki massa jenis seperti itu jika massa tubuhnya tidak cukup besar. Jika bagian seukuran kacang polong diisolasi dari bintang neutron dan dipisahkan dari sisa materinya, maka massa yang tersisa tidak akan mampu mempertahankan kepadatan sebelumnya, dan “kacang polong” tersebut akan mulai mengembang secara eksplosif.
5. Magnetar (1999) (belum diartikan) (tautan tidak tersedia). Diakses tanggal 17 Desember 2007. Diarsipkan tanggal 14 Desember 2007.
6. “Fisik minimum” pada awal abad ke-21 Akademisi Vitaly Lazarevich Ginzburg
7. Magnetar, Repeater Gamma Lembut dan Medan Magnet Sangat Kuat (belum diartikan) . Robert C. Duncan, Universitas Texas di Austin (Maret 2003). Diakses tanggal 4 Agustus 2009. Diarsipkan 27 Februari 2012.
8. Berapa Massa yang Membuat Lubang Hitam? , SpaceRef, 19/08/2010
9. Alexei Ponyatov. Impulsif // ​​Ilmu pengetahuan dan kehidupan. - 2018. - Nomor 10. - hal.26-37.
10. Potekhin A.Y., De Luca A., Pons J.A. Bintang Neutron-Pemancar Termal (Bahasa Inggris) // Space Sci. Putaran. : majalah. - N.Y.: Springer, 2015. - Oktober (vol. 191, edisi 1). - Hal.171-206. - DOI:10.1007/s11214-014-0102-2. - arXiv:1409.7666.

Bintang jenis ini sangat langka di alam. Belum lama berselang, pertanyaan tentang lokasi dan kejadiannya membuat para astrolog terpelajar merasa tidak yakin. Namun berkat Very Large Telescope (VLT) milik European Southern Observatory yang terletak di Panama Observatory di Chili dan data yang dikumpulkan dengan bantuannya, para astronom kini dapat dengan yakin percaya bahwa mereka akhirnya mampu memecahkan salah satu dari banyak misteri yang tidak dapat dipahami. ruang kita.

Seperti disebutkan di atas dalam artikel ini, magnetar adalah jenis bintang neutron yang sangat langka, yang dicirikan oleh kekuatan medan magnet yang sangat besar (mereka adalah objek terkuat yang diketahui sejauh ini di seluruh Alam Semesta). Salah satu keistimewaan bintang-bintang ini adalah ukurannya yang relatif kecil dan kepadatannya luar biasa. Para ilmuwan berpendapat bahwa massa satu bagian materi ini, seukuran bola kaca kecil, dapat mencapai lebih dari satu miliar ton.

Bintang jenis ini dapat terbentuk ketika bintang-bintang masif mulai runtuh karena gaya gravitasinya sendiri.

Magnetar di galaksi kita

Bima Sakti memiliki sekitar tiga lusin magnetar. Objek yang diteliti dengan Very Large Telescope ini terletak di gugusan bintang bernama Westerlund 1, yakni di bagian selatan konstelasi Altar yang jaraknya hanya 16 ribu tahun cahaya dari kita. Bintang tersebut, yang kini menjadi magnetar, berukuran sekitar 40–45 kali lebih besar dari Matahari kita. Pengamatan ini membuat para ilmuwan kebingungan: lagipula, menurut pendapat mereka, bintang sebesar itu akan runtuh ke dalam lubang hitam.

Namun, fakta bahwa bintang tersebut, yang sebelumnya bernama CXOU J1664710.2-455216, berubah menjadi magnetar akibat keruntuhannya sendiri, menyiksa para astronom selama beberapa tahun. Namun tetap saja, para ilmuwan berasumsi apa yang mendahului fenomena yang sangat tidak lazim dan tidak biasa tersebut.

Gugus bintang terbuka Westerlund 1. Gambar tersebut menunjukkan magnetar dan bintang pendampingnya, terkoyak akibat ledakan. Sumber: ESO

Baru-baru ini, pada tahun 2010, dikemukakan bahwa magnetar tercipta dari interaksi erat antara dua bintang masif. Mengikuti asumsi ini, bintang-bintang berputar satu sama lain, yang menyebabkan transformasi. Benda-benda ini begitu dekat sehingga dapat dengan mudah masuk ke dalam ruang sekecil jarak antara orbit Matahari dan Bumi.

Namun, hingga saat ini, para ilmuwan yang menangani masalah ini tidak dapat menemukan bukti adanya dua bintang yang saling berdampingan dan saling berdekatan dalam model sistem biner yang diusulkan. Namun dengan bantuan Very Large Telescope, para astronom dapat mempelajari lebih detail wilayah langit yang mereka minati di mana gugus bintang berada dan menemukan objek yang cocok yang kecepatan pergerakannya cukup tinggi (“pelarian” atau bintang “pelarian”). Menurut salah satu teori, diyakini bahwa benda-benda tersebut terlempar dari orbit asalnya akibat ledakan supernova yang membentuk magnetar. Dan faktanya, bintang ini ditemukan, yang kemudian oleh para ilmuwan diberi nama Westerlund 1?5.

Penulis yang mempublikasikan penelitian tersebut, Ben Ritchie, menjelaskan peran ditemukannya bintang “berlari” sebagai berikut:
“Bintang yang kami temukan tidak hanya memiliki kecepatan gerak yang sangat besar, yang kemungkinan besar disebabkan oleh ledakan supernova, tetapi di sini kita melihat gabungan massanya yang sangat rendah, luminositas tinggi, dan komponennya yang kaya karbon. Hal ini mengejutkan, karena kualitas-kualitas tersebut jarang dipadukan dalam satu objek. Semua ini menunjukkan bahwa Westerlund 1?5 memang bisa terbentuk dalam sistem biner.”

Dengan data yang dikumpulkan tentang bintang ini, tim astronom merekonstruksi usulan model penampakan magnetar. Menurut skema yang diusulkan, cadangan bahan bakar bintang yang lebih kecil lebih tinggi dibandingkan “pendampingnya”. Dengan demikian, bintang kecil mulai menarik bola bagian atas bintang besar, yang menyebabkan integrasi medan magnet yang kuat.

Setelah beberapa waktu, objek kecil menjadi lebih besar dari pasangan binernya, yang menyebabkan proses kebalikan dari perpindahan lapisan atas. Menurut salah satu peserta eksperimen, Francisco Najarro, tindakan objek yang diteliti ini persis seperti permainan anak-anak yang terkenal, “Berikan kepada orang lain”. Tujuan permainan ini adalah membungkus suatu benda dalam beberapa lapis kertas dan mengedarkannya dalam lingkaran yang terdiri dari anak-anak. Setiap peserta harus membuka satu lapis bungkusnya untuk menemukan pernak-pernik yang menarik.

Secara teori, bintang yang lebih besar berubah menjadi lebih kecil dan terlempar keluar dari sistem biner, bersamaan dengan bintang kedua dengan cepat memutar porosnya dan berubah menjadi supernova. Dalam situasi ini, bintang “berjalan”, Westerlund 1?5, adalah bintang kedua dalam pasangan biner (ia membawa semua tanda yang diketahui dari proses yang dijelaskan).
Para ilmuwan yang mempelajari proses menakjubkan ini menyimpulkan dari data yang mereka kumpulkan selama percobaan bahwa rotasi yang sangat cepat dan perpindahan massa antar bintang biner adalah kunci pembentukan bintang neutron langka, yang juga dikenal sebagai magnetar.

Video tentang Magnetar:

Untuk pertama kalinya di dunia, tim astronom berhasil mengukur medan magnet pada titik tertentu di permukaan magnetar. Magnetar adalah sejenis bintang neutron, inti padat dan kompak dari bintang raksasa yang lapisan luarnya terlempar akibat ledakan supernova.

Magnetar memiliki medan magnet terkuat di alam semesta. Hingga saat ini, hanya medan magnet berskala terbesar yang telah diukur, namun dengan menggunakan teknologi baru dan pengamatan sinar-X terhadap magnetar, para astronom telah mengidentifikasi medan magnet lokal yang kuat di dalam permukaannya.

Medan magnet magnetar memiliki struktur yang kompleks. Cara termudah untuk mendeteksi dan mengukur bagian luarnya, yang memiliki bentuk dan perilaku mirip dengan magnet bipolar konvensional.

Studi baru dilakukan pada magnetar SGR 0418+5729. Pengamatan menggunakan teleskop luar angkasa sinar-X XMM-Newton menunjukkan bahwa medan magnet kedua yang sangat kuat tersembunyi di dalamnya.

“Magnetar ini memiliki medan kuat yang mendasari permukaannya. Namun, satu-satunya cara untuk mendeteksinya adalah dengan menemukan lubang di permukaan tempat medan tersembunyi tersebut dapat keluar,” kata salah satu rekan penulis studi tersebut, Sylvia Zane.

Kebocoran magnet semacam itu juga membantu menjelaskan semburan spontan karakteristik radiasi magnetar. Medan magnet bengkok yang terperangkap di dalam bintang menciptakan ketegangan di bawah permukaannya, pada titik tertentu menembus “cangkang” dan memancarkan semburan radiasi sinar-X yang tidak terduga.

Magnetar terlalu kecil—diameternya hanya sekitar 20 kilometer—dan jauh untuk dapat dilihat bahkan dengan teleskop terbaik sekalipun. Para astronom hanya menyadarinya secara tidak langsung, dengan mengukur variasi emisi sinar-X saat bintang berputar.

“SGR 0418+5729 mengorbit setiap 9 detik sekali. Kami menemukan bahwa pada titik tertentu dalam rotasi ini, kecerahan sinar X-nya menurun tajam. Artinya ada sesuatu pada titik tertentu di permukaannya yang menyerap radiasi,” tambah rekan penulis studi Roberto Turolla.

Tim percaya bahwa konsentrasi proton pada area kecil di permukaan magnetar—mungkin sekitar beberapa ratus meter—menyerap radiasi ini. Proton terkonsentrasi dalam volume kecil oleh medan magnet lokal yang kuat yang keluar dari lapisan dalam bintang, memberikan bukti kuat bahwa ada medan magnet memutar kedua yang mengintai di dalamnya.

“Penemuan menarik ini juga menegaskan bahwa, pada prinsipnya, pulsar lain mungkin menyembunyikan medan magnet kuat serupa di bawah permukaannya. Akibatnya, banyak pulsar yang dapat beralih dan menjadi magnetar aktif untuk sementara - dan karena itu, kita mungkin akan menemukan lebih banyak magnetaor di masa depan daripada yang diperkirakan sebelumnya. Hal ini akan memaksa kita untuk secara signifikan mempertimbangkan kembali pemahaman kita tentang bintang neutron,” kata Zane.

Beberapa bintang memiliki magnet yang sangat kuat sehingga memancarkan suar raksasa akibat energi medan magnet dan secara signifikan mengubah sifat kuantum ruang hampa. Sebuah “gempa bintang” di magnetar melepaskan sejumlah besar energi elektromagnetik (setara dengan energi gempa berkekuatan 21 skala Richter) dan mengeluarkan bola plasma panas, yang ditangkap oleh medan magnet.

Pada tanggal 5 Maret 1979, setelah menjatuhkan wahana pendaratnya ke atmosfer beracun Venus, stasiun luar angkasa Soviet Venera 11 dan Venera 12 terus terbang dalam orbit elips melalui Tata Surya bagian dalam. Pengukur radiasi di kedua stasiun berfluktuasi dalam 100 hitungan per detik. Namun, pada pukul 10:51 Waktu Eropa Tengah (EST), aliran radiasi gamma menghantam perangkat tersebut. Dalam sepersekian milidetik, tingkat radiasi melebihi 200 ribu hitungan per detik. Setelah 11 detik. Aliran radiasi gamma menutupi wahana antariksa Helios-2 milik NASA, yang juga bergerak dalam orbit mengelilingi Matahari. Menjadi jelas bahwa bagian depan datar dari radiasi berenergi tinggi telah melewati Tata Surya. Segera dia mencapai Venus, dan detektor pada satelit Pioneer VenusOrbiter yang mengorbit di sekitarnya meledak. Beberapa detik kemudian, aliran tersebut mencapai Bumi dan terdeteksi oleh tiga satelit Vela Departemen Pertahanan AS, satelit Prognoz-7 Soviet, dan observatorium luar angkasa Einstein. Akhirnya, dalam perjalanannya melalui tata surya, muka gelombang menghantam stasiun luar angkasa International Sun-Earth Explorer.

Semburan radiasi gamma keras berenergi tinggi 100 kali lebih kuat dari semua radiasi sebelumnya yang berasal dari luar tata surya, dan hanya berlangsung 0,2 detik. Diikuti oleh aliran sinar-X lembut dan radiasi gamma, yang berdenyut dengan jangka waktu 8 detik. dan mati setelah tiga menit. 14,5 jam kemudian pada pukul 01:17 tanggal 6 Maret, kilatan radiasi gamma lainnya yang lebih lemah diamati pada titik yang sama di bola langit. Selama empat tahun berikutnya, sekelompok ilmuwan dari Institut Fisika dan Teknologi Leningrad. A.F. Ioffe, di bawah kepemimpinan Evgeniy Mazets, mencatat 16 wabah lagi. Intensitas ledakannya bervariasi, namun lebih lemah dan lebih pendek dibandingkan ledakan pada tanggal 5 Maret 1979.

Para astronom belum pernah menemukan hal seperti ini. Pertama, semburan baru dimasukkan dalam katalog semburan sinar gamma (Gamma-Ray Bursts, GRBs) yang sudah terkenal dan dipelajari, meskipun mereka berbeda dalam beberapa hal. Di tahun 80an Kevin C. Hurley dari Universitas California, Berkeley, menemukan bahwa ledakan serupa terjadi di dua wilayah lain di langit. Semua sumber ini berkobar berulang kali, tidak seperti GRB, yang hanya berkobar satu kali (lihat #4 "Dalam Dunia Ilmu Pengetahuan." Neil Gehrels, Luigi Piroi Peter Leonard, "The Brightest Explosions in the Universe"). Pada bulan Juli 1986, pada sebuah konferensi di Toulouse, para astronom menyepakati posisi sumber-sumber ini di langit dan menyebutnya sebagai “soft gamma repeater” (SGR).

ULASAN: BINTANG NEUTRON SUPERMAGNETISASI

• Para astronom telah menemukan beberapa bintang memancarkan semburan kuat sinar gamma dan radiasi sinar-X yang jutaan kali lebih terang dibandingkan semburan berulang lainnya yang diketahui. Besarnya energi dan denyut radiasi ini menunjukkan bintang neutron, jenis objek paling ekstrem kedua (setelah lubang hitam) di Alam Semesta.
• Bintang-bintang neutron ini memiliki medan magnet terkuat, itulah sebabnya mereka disebut magnetar. Suar yang diamati mungkin disebabkan oleh ketidakstabilan magnetis yang mirip dengan gempa bumi.
• Jutaan magnetar melayang melintasi Galaksi kita tanpa terdeteksi karena... tetap aktif hanya 10 ribu tahun.

Butuh tujuh tahun lagi sebelum Duncan dan Thompson, dua penulis makalah ini, memberikan penjelasan atas benda-benda aneh ini, dan baru pada tahun 1988 Kouveliotou dan timnya menemukan bukti yang meyakinkan untuk mendukung model yang diusulkan. Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa semua ini ada hubungannya dengan jenis benda langit misterius lainnya yang dikenal sebagai Anomalous X-ray Pulsar (AXP).

Bintang neutron adalah benda langit terpadat yang diketahui: massanya, sedikit lebih besar dari massa Matahari, terkonsentrasi dalam sebuah bola dengan diameter hanya 20 km. Penelitian SGR telah menunjukkan bahwa beberapa bintang neutron memiliki medan magnet yang sangat kuat sehingga secara signifikan mengubah sifat materi di dalam bintang dan keadaan kuantum ruang hampa di sekitarnya, yang menyebabkan efek fisik yang tidak teramati di tempat lain di Alam Semesta.

Tidak ada yang menyangka

Karena ledakan radiasi pada bulan Maret 1979 begitu kuat, para ahli teori berpendapat bahwa sumbernya ada di suatu tempat di Galaksi kita, tidak lebih dari beberapa ratus tahun cahaya dari Bumi. Dalam hal ini, intensitas sinar-X dan radiasi gamma suatu objek mungkin berada di bawah luminositas stasioner maksimum bintang, yang dihitung pada tahun 1926 oleh astrofisikawan Inggris Arthur Eddington. Hal ini ditentukan oleh tekanan radiasi yang melewati lapisan luar panas bintang. Jika intensitas radiasi melebihi maksimum ini, maka tekanannya akan melebihi gaya gravitasi, menyebabkan keluarnya materi dari bintang dan mengganggu keadaan stasionernya. Dan fluks radiasi yang kurang dari batas Eddington tidak sulit dijelaskan. Misalnya, beberapa ahli teori berpendapat bahwa ledakan radiasi mungkin disebabkan oleh gumpalan materi, seperti asteroid atau komet, yang menabrak bintang neutron di dekatnya.

CALON BESARNYA

Dua belas objek yang bisa menjadi magnetar telah ditemukan di Galaksi kita dan sekitarnya.

Data observasi memaksa para ilmuwan untuk meninggalkan hipotesis ini. Masing-masing stasiun luar angkasa mencatat waktu tibanya ledakan pertama radiasi keras, yang memungkinkan tim astronom yang dipimpin oleh Thomas Litton Cline dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA untuk melakukan pelacakan lokasi sumbernya. Ternyata bertepatan dengan Awan Magellan Besar, sebuah galaksi kecil yang berjarak sekitar 170 ribu tahun cahaya dari kita. Lebih tepatnya, posisi sumbernya bertepatan dengan sisa supernova muda – sisa-sisa bintang bercahaya yang meledak di Awan Magellan Besar 5 ribu tahun yang lalu. Jika ini bukan suatu kebetulan, maka sumbernya pasti berada seribu kali lebih jauh dari Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya, oleh karena itu intensitasnya pasti satu juta kali lebih besar dari batas Eddington. Pada bulan Maret 1979, sumber ini dialokasikan dalam 0,2 detik. energi sebanyak yang dipancarkan Matahari dalam waktu sekitar 10 ribu tahun, dan energi ini terkonsentrasi pada rentang gamma, dan tidak didistribusikan ke seluruh spektrum radiasi elektromagnetik.

Bintang biasa tidak bisa melepaskan energi sebanyak itu, jadi sumbernya pasti sesuatu yang tidak biasa, misalnya lubang hitam atau bintang neutron. Opsi lubang hitam ditolak karena intensitas radiasi bervariasi dengan periode sekitar 8 detik, dan lubang hitam adalah objek tak berstruktur yang tidak dapat memancarkan pulsa periodik secara ketat. Kaitannya dengan sisa-sisa supernova semakin memperkuat hipotesis bintang neutron, yang kini diperkirakan terbentuk ketika pasokan bahan bakar nuklir di inti bintang biasa bermassa tinggi habis dan runtuh karena gaya gravitasi, sehingga menyebabkan ledakan supernova.

Namun, mengidentifikasi sumber ledakan dengan bintang neutron tidak menyelesaikan masalah. Para astronom mengetahui beberapa bintang neutron yang ditemukan dalam sisa-sisa supernova; mereka adalah pulsar radio - objek yang secara berkala memancarkan gelombang gelombang radio. Namun sumber semburan pada bulan Maret 1979 berputar dengan periode sekitar 8 detik, jauh lebih lambat dibandingkan perputaran semua pulsar radio yang diketahui pada saat itu. Dan bahkan di masa “tenang”, ia memancarkan aliran radiasi sinar-X dengan intensitas yang sangat tinggi sehingga perlambatan rotasi bintang neutron tidak dapat dijelaskan. Aneh juga bahwa sumbernya terlihat bergeser dari pusat sisa supernova. Jika ia terbentuk di tengah sisa, maka untuk perpindahan seperti itu ia pasti memperoleh kecepatan 1.000 km/s selama ledakan, yang tidak biasa terjadi pada bintang neutron.

Pada akhirnya, wabah itu sendiri sepertinya tidak bisa dijelaskan. Semburan sinar-X telah diamati dari beberapa bintang neutron sebelumnya, namun tidak pernah melebihi batas Eddington. Para astronom mengaitkannya dengan proses pembakaran termonuklir hidrogen atau helium atau proses akresi mendadak pada sebuah bintang. Namun, intensitas semburan SGR belum pernah terjadi sebelumnya dan diperlukan mekanisme berbeda untuk menjelaskannya.

Selalu melambat

Semburan sinar gamma terakhir dari sumbernya pada tanggal 5 Maret 1979 terdeteksi pada Mei 1983. Dua SGR lain yang terletak di dalam Galaksi kita ditemukan pada tahun 1979 dan tetap aktif hingga saat ini, menghasilkan ratusan semburan per tahun. Pada tahun 1998, SGR keempat ditemukan. Tiga dari empat objek tersebut kemungkinan besar terkait dengan sisa-sisa supernova. Dua di antaranya terletak di dekat gugusan bintang-bintang muda masif yang sangat padat, yang menunjukkan asal usul mereka dari bintang-bintang tersebut. Kandidat SGR kelima hanya berkobar dua kali, dan posisi pastinya di langit belum dapat ditentukan.

DUA JENIS BINTANG NEUTRON

Struktur bintang neutron berdasarkan teori materi nuklir. Gempa bintang dapat terjadi di kerak bintang neutron yang merupakan struktur inti atom dan elektron. Inti atom sebagian besar terdiri dari neutron dan kemungkinan quark. Atmosfer plasma panas mungkin hanya meluas beberapa sentimeter.

Pada tahun 1996, peneliti Baolian L. Chang, Richard I. Epstein, Robert A. Guyer, dan C. AlexYoung dari Los Alamos National Laboratory mencatat bahwa wabah SGR mirip dengan gempa bumi: ledakan energi yang lebih kecil lebih sering terjadi. Lulusan Universitas Alabama Huntsville, Ersin Gegus, membenarkan perilaku ini pada sampel suar dalam jumlah besar dari berbagai sumber. Sifat statistik serupa merupakan karakteristik sistem yang mengatur dirinya sendiri yang mencapai keadaan kritis di mana gangguan kecil dapat menyebabkan reaksi berantai. Perilaku ini melekat pada berbagai sistem - mulai dari runtuhnya lereng berpasir hingga semburan magnet di Matahari.

Tapi mengapa bintang neutron berperilaku seperti ini? Mempelajari pulsar radio, yang merupakan bintang neutron yang berputar cepat dengan medan magnet yang kuat, membantu menjawab pertanyaan tersebut. Medan magnet, yang didukung oleh arus listrik yang mengalir jauh di dalam bintang, berputar bersama bintang. Pancaran gelombang radio dipancarkan dari kutub magnet bintang dan bergerak melintasi ruang angkasa akibat rotasinya, seperti lampu sinyal mercusuar, sehingga menghasilkan denyut. Pulsar juga memancarkan aliran partikel bermuatan dan gelombang elektromagnetik frekuensi rendah, yang membawa energi dari bintang neutron bersudut, menyebabkan rotasinya melambat secara bertahap.

Mungkin pulsar paling terkenal terletak di Nebula Kepiting, sisa supernova yang meledak pada tahun 1054. Periode rotasinya saat ini adalah 33 mdtk dan meningkat 1,3 mdtk setiap seratus tahun. Ekstrapolasi balik memberikan nilai sekitar 20 ms untuk periode awal pulsar. Para ilmuwan percaya bahwa rotasi pulsar akan terus melambat, dan pada akhirnya frekuensinya akan menjadi sangat rendah sehingga tidak mampu memancarkan gelombang radio. Laju perlambatan rotasi telah diukur untuk hampir semua pulsar radio, dan menurut teori, hal ini bergantung pada kekuatan medan magnet bintang. Dari pengamatan ini disimpulkan bahwa sebagian besar pulsar radio muda seharusnya memiliki medan magnet antara $10^(12)$ dan $10^(13)$G. (Sebagai perbandingan: magnet pada speaker speaker memiliki medan sekitar 100 Gauss.)

Pada awalnya ada oven konveksi

Namun, pertanyaannya tetap terbuka: dari mana datangnya medan magnet? Kebanyakan astronom berasumsi bahwa itu muncul pada saat bintang belum mengalami supernova. Semua bintang memiliki medan magnet yang lemah, dan medan magnetnya bisa menjadi lebih kuat hanya karena kompresinya. Menurut persamaan elektrodinamika Maxwell, memperkecil ukuran suatu benda yang termagnetisasi sebanyak dua kali lipat akan meningkatkan kekuatan medan magnetnya sebanyak empat kali lipat. Selama keruntuhan inti bintang masif, yang berakhir dengan lahirnya bintang neutron, ukurannya mengecil sebesar $10^5$ kali, oleh karena itu, medan magnet akan meningkat sebesar $10^(10)$ kali.

Jika medan magnet inti bintang cukup kuat, kompresi inti dapat menjelaskan magnetisasi pulsar. Sayangnya, medan magnet di dalam bintang tidak mungkin diukur, sehingga hipotesis tersebut tidak dapat diuji. Selain itu, ada alasan yang cukup kuat untuk meyakini bahwa kompresi bintang bukanlah satu-satunya alasan penguatan medan.

Seiring perkembangannya, medan magnet berubah bentuk, menghasilkan arus listrik yang mengalir sepanjang garis medan magnet di luar bintang.

Di dalam bintang, gas dapat bersirkulasi melalui konveksi. Daerah yang lebih panas dari gas terionisasi mengapung, dan daerah yang lebih dingin tenggelam. Karena gas terionisasi merupakan penghantar arus listrik yang baik, garis-garis medan magnet yang menembusnya terbawa oleh aliran materi. Dengan demikian, medan bisa berubah dan terkadang menjadi lebih kuat. Fenomena yang disebut mekanisme dinamo ini diduga menjadi penyebab munculnya medan magnet pada bintang dan planet. Mekanisme dinamo dapat beroperasi pada setiap tahap kehidupan sebuah bintang masif jika inti turbulennya berputar cukup cepat. Selain itu, dalam waktu singkat setelah inti berubah menjadi bintang neutron, konveksi menjadi sangat kuat.

Pada tahun 1986, Adam Burrows dari Universitas Arizona dan James M. Lattimer dari Universitas Negeri New York menggunakan simulasi komputer untuk menunjukkan bahwa suhu bintang neutron yang baru terbentuk melebihi 30 miliar derajat. Cairan nuklir panas bersirkulasi dengan periode 10 ms, memiliki energi kinetik yang sangat besar. Setelah sekitar 10 detik. konveksi mati.

Tak lama setelah simulasi Barrows dan Lattimer, Duncan dan Thompson, yang saat itu berada di Universitas Princeton, menilai pentingnya konveksi yang begitu kuat dalam menghasilkan medan magnet bintang neutron. Matahari dapat digunakan sebagai titik awal. Ketika suatu zat bersirkulasi di dalamnya, ia terbawa sepanjang garis medan magnet, memberikan sekitar 10% energi kinetiknya ke medan magnet. Jika media bergerak di dalam bintang neutron juga mengubah sepersepuluh energi kinetiknya menjadi medan magnet, maka kekuatan medannya harus melebihi $10^(15)$ G, yang 1000 kali lebih kuat daripada medan kebanyakan pulsar radio.

Apakah dinamo akan beroperasi di seluruh volume bintang atau hanya di wilayah tertentu tergantung pada apakah kecepatan rotasi bintang sebanding dengan kecepatan konveksi. Di lapisan terdalam Matahari, kecepatannya hampir sama, dan medan magnet dapat “mengatur dirinya sendiri” dalam skala besar. Demikian pula bintang neutron yang baru lahir memiliki periode rotasi tidak lebih dari 10 ms, sehingga medan magnet ultrakuatnya dapat menyebar luas. Pada tahun 1992, kami menamai bintang-bintang neutron hipotetis ini magnetar .

Batas atas kekuatan medan magnet bintang neutron adalah sekitar $10^(17)$G. Pada medan yang lebih kuat, materi di dalam bintang mulai bercampur, dan medan magnetnya menghilang. Kita tidak mengetahui adanya objek apa pun di Alam Semesta yang mampu menghasilkan dan mempertahankan medan magnet melebihi batas ini. Salah satu konsekuensi sampingan dari perhitungan kami adalah kesimpulan bahwa pulsar radio adalah bintang neutron yang mekanisme dinamo skala besarnya tidak berfungsi. Jadi, dalam kasus pulsar Kepiting, bintang neutron muda berotasi dengan periode sekitar 20 ms, yaitu jauh lebih lambat dibandingkan periode konveksi.

Magnetar kecil yang berkelap-kelip

Meskipun konsep magnetar belum cukup berkembang untuk menjelaskan sifat SGR, implikasinya kini akan menjadi jelas bagi Anda. Medan magnet harus bertindak pada putaran magnetar sebagai rem yang kuat. Selama 5 ribu tahun, medan sebesar $10^(15)$G akan memperlambat rotasi objek sedemikian rupa sehingga periodenya mencapai 8 detik, yang menjelaskan denyut radiasi yang diamati selama ledakan pada bulan Maret 1979.

Seiring perkembangannya, medan magnet berubah bentuk, menghasilkan arus listrik yang mengalir sepanjang garis medan magnet di luar bintang, yang pada gilirannya menghasilkan sinar-X. Pada saat yang sama, medan magnet bergerak melalui kerak padat magnetar, menciptakan tegangan lentur dan tarik di dalamnya. Hal ini menyebabkan pemanasan lapisan dalam bintang dan terkadang menyebabkan retakan kerak, disertai dengan “gempa bintang” yang dahsyat. Energi elektromagnetik yang dilepaskan menciptakan awan padat elektron dan positron, serta semburan tiba-tiba sinar gamma ringan dengan intensitas sedang, yang menjadi asal muasal sumber SGR periodik.

Lebih jarang lagi, medan magnet menjadi tidak stabil dan mengalami restrukturisasi skala besar. Emisi serupa (tetapi lebih kecil) terkadang terjadi di Matahari, sehingga menimbulkan jilatan api matahari. Sebuah magnetar mungkin memiliki energi yang cukup untuk menghasilkan nyala api yang sangat kuat, seperti yang terjadi pada bulan Maret 1979. Menurut teori tersebut, selama setengah detik pertama ledakan raksasa, sumber radiasinya adalah bola plasma yang mengembang. Pada tahun 1995, kami menyatakan bahwa sebagian materinya ditangkap oleh garis medan magnet dan didekatkan ke bintang. Bagian yang terperangkap ini secara bertahap berkontraksi dan menguap, terus menerus memancarkan sinar-X. Berdasarkan jumlah energi yang dilepaskan, kami menghitung bahwa diperlukan medan magnet minimal $10^(14)$G untuk menampung bola plasma besar ini, yang konsisten dengan perkiraan yang dibuat berdasarkan laju perlambatan bintang. rotasi.

Pada tahun 1992, Bohdan Paczinski dari Universitas Princeton memberikan penilaian independen terhadap medan magnet, mencatat bahwa sinar-X dapat melewati awan elektron dengan lebih mudah jika partikel bermuatan berada dalam medan magnet yang kuat. Agar intensitas fluks sinar-X dalam suar menjadi begitu tinggi, induksi medan magnet harus melebihi $10^(14)$G.

MEDAN MAGNET EKSTRIM

MEDAN MAGNET menyebabkan kebingungan dalam radiasi dan materi

birefringensi VAKUM
Gelombang cahaya terpolarisasi (garis oranye) ketika memasuki medan magnet yang sangat kuat mengubah kecepatannya, dan juga panjang gelombangnya (garis hitam).

PEMISAHAN FOTO
Foton sinar-X dengan mudah terpecah menjadi dua atau bergabung satu sama lain. Proses ini penting dalam bidang yang lebih kuat dari $10^(14)$G.

SUPRESI PENYEBARAN
Gelombang cahaya dapat melewati elektron (titik hitam) dengan sedikit atau tanpa gangguan jika medan magnet mencegahnya berosilasi dan bergetar pada frekuensi yang sama dengan gelombang.

DEFORMASI ATOM
Medan yang lebih kuat dari $10^9$G membuat orbital elektron berbentuk cerutu. Dalam medan dengan intensitas $10^(14)$G, atom hidrogen berkontraksi 200 kali.

Teori ini diperumit oleh fakta bahwa kekuatan medan magnetar melebihi ambang elektrodinamik kuantum $4\cdot 10^(13)$G. Dalam medan kuat seperti itu, hal-hal aneh mulai terjadi: foton sinar-X dengan mudah terpecah menjadi dua atau menyatu satu sama lain. Ruang hampa itu sendiri terpolarisasi, menghasilkan birefringence yang kuat, seperti pada kristal kalsit. Atom-atomnya berubah bentuk, berubah menjadi silinder memanjang dengan diameter kurang dari panjang gelombang elektron Compton (lihat tabel). Semua efek aneh ini mempengaruhi manifestasi pengamatan magnetar. Fisika dari fenomena ini sangat tidak biasa sehingga hanya menarik sedikit peneliti.

Kilatan baru

Para peneliti terus memantau sumber semburan radiasi. Peluang pertama datang ketika Observatorium Sinar Gamma Compton Space milik NASA mendeteksi semburan sinar gamma pada bulan Oktober 1993. Ini adalah sesuatu yang sudah lama diharapkan Kuvelliotou ketika dia bergabung dengan tim observatorium Huntsville. Alat yang merekam peristiwa tersebut memungkinkan untuk menentukan lokasi sumbernya hanya dengan keakuratan pada bentangan langit yang relatif luas. Kuveliotu meminta bantuan tim satelit ASCA Jepang. Tak lama kemudian, Toshio Murakami dan rekan-rekannya dari Institut Sains Luar Angkasa dan Astronautika Jepang menemukan sumber sinar-X yang memancarkan sinar seragam di wilayah langit yang sama. Kemudian terjadi ledakan lagi, menghilangkan keraguan bahwa objek tersebut adalah SGR. Benda ini pertama kali ditemukan pada tahun 1979, kemudian diberi nama SGR 1806-20.

Pada tahun 1995, NASA meluncurkan satelit Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE), yang dirancang untuk mencatat perubahan intensitas sinar-X secara akurat. Dengan bantuannya, Kouveliotou menetapkan bahwa radiasi dari SGR 1806-20 berdenyut dengan periode 7,47 detik, mendekati periode 8 detik yang diamati pada semburan radiasi pada bulan Maret 1979 (dari sumber SGR 0526-66). Selama lima tahun berikutnya, periode rotasi SGR meningkat sekitar 0,2%. Meskipun laju perlambatannya tampaknya lambat, namun laju perlambatannya lebih tinggi dibandingkan pulsar radio mana pun yang diketahui, sehingga medan magnet sumbernya diperkirakan mencapai $10^(15)$G.

Untuk pengujian model magnetar yang lebih ketat, diperlukan flash raksasa lainnya. Pada dini hari tanggal 27 Agustus 1998, 19 tahun setelah suar yang menandai dimulainya astronomi SGR, gelombang sinar gamma yang lebih kuat datang ke Bumi dari kedalaman luar angkasa. Akibatnya, detektor tujuh stasiun luar angkasa ilmiah menjadi tidak sesuai skala, dan stasiun antarplanet NASA Comet Asteroid Rendezvous Flyby terpaksa beralih ke mode pemadaman darurat. Sinar gamma menerpa sisi malam bumi dari sumber yang terletak di puncak di atas tengah Samudera Pasifik.

Pagi ini, insinyur listrik Umran S. Inan dan rekan-rekannya di Universitas Stanford sedang mengumpulkan data tentang perambatan gelombang radio frekuensi sangat rendah di seluruh bumi. Pada pukul 03.22 Waktu Eropa Tengah, mereka mendeteksi perubahan tajam pada lapisan atas atmosfer yang terionisasi: batas bawah ionosfer turun dari 85 menjadi 60 km dalam waktu lima menit. Fenomena menakjubkan ini disebabkan oleh adanya bintang neutron di bagian terpencil Galaksi, 20 ribu tahun cahaya dari Bumi.

Dinamo lain

Suar yang terjadi pada tanggal 27 Agustus 1998 hampir mirip dengan peristiwa yang terjadi pada bulan Maret 1979. Faktanya, energinya sepuluh kali lebih kecil, namun karena sumbernya lebih dekat ke Bumi, intensitas ledakan sinar gamma jauh lebih besar daripada ledakan mana pun yang pernah terjadi. tercatat berasal dari luar tata surya. Dalam beberapa ratus detik terakhir suar, denyut yang berbeda teramati dengan periode 5,16 detik. Dengan menggunakan satelit RXTE, tim Kouveliotou mengukur laju perlambatan rotasi bintang. Ternyata sebanding dengan tingkat perlambatan SGR 1806-20; oleh karena itu, medan magnetnya dekat. Dengan demikian, SGR lain ditambahkan ke daftar magnetar. Lokalisasi sumber sinar-X yang tepat memungkinkannya dipelajari menggunakan teleskop radio dan inframerah (tetapi tidak dalam cahaya tampak, yang banyak diserap oleh debu antarbintang). Beberapa astronom telah menangani masalah ini, termasuk Dale Frail dari Laboratorium Astronomi Radio Nasional AS dan Shri Kulkarni dari Institut Teknologi California. Pengamatan lain menunjukkan bahwa keempat SGR yang dikonfirmasi terus memancarkan energi, meski lebih lemah, di antara ledakan.

BAGAIMANA TERJADINYA FLARE MAGNETAR

Medan magnet bintang begitu kuat sehingga terkadang terjadi retakan pada kerak padat, sehingga melepaskan energi dalam jumlah besar.

1 Magnetar sering kali tidak bersuara, namun tekanan pada kerak padatnya yang disebabkan oleh medan magnet secara bertahap meningkat.

2 Pada titik tertentu, tekanan pada kulit kayu melebihi batas kekuatannya, dan kemungkinan besar akan pecah menjadi beberapa bagian kecil.

3 “Gempa bintang” ini menghasilkan arus listrik berdenyut yang dengan cepat memudar, meninggalkan bola plasma panas.

4 Bola plasma mendingin, memancarkan sinar-X dari permukaannya. Dalam hitungan menit, itu menguap.

Saat ini kita dapat mengatakan bahwa medan magnet magnetar telah diukur lebih akurat dibandingkan medan magnet pulsar. Dalam kasus pulsar tunggal, satu-satunya bukti bahwa medan magnetnya mencapai $10^(12)$ G adalah laju perlambatan rotasinya yang terukur. Sementara kombinasi perlambatan cepat dan semburan sinar-X yang terang memberikan beberapa argumen independen yang mendukung medan magnet magnetar yang berkisar dari $10^(14)$ hingga $10^(15)$G. Alaa Ibrahim dan rekan-rekannya dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA menyajikan bukti lebih lanjut mengenai tingginya kekuatan medan magnet magnetar, yaitu spektrum spektral siklotron sinar-X, yang tampaknya dihasilkan oleh proton yang bersirkulasi dalam medan magnet sekitar $10^.(15)$ Gs.

Saya ingin tahu apakah magnetar berhubungan dengan fenomena kosmik lain selain SGR? Sifat semburan sinar gamma pendek belum dapat dijelaskan secara meyakinkan, namun beberapa di antaranya mungkin timbul dari semburan magnetar di galaksi lain. Jika diamati dari jarak yang sangat jauh, suar raksasa pun bisa mendekati batas sensitivitas teleskop. Dalam hal ini, hanya semburan radiasi sinar gamma keras yang singkat dan intens yang dapat dideteksi, sehingga teleskop akan mencatatnya sebagai GRB, bukan SGR.

Pada pertengahan tahun 90an. Thompson dan Duncan berpendapat bahwa pulsar sinar-X anomali (AXP)—objek yang dalam banyak hal mirip dengan SGR—bisa juga merupakan magnetar. Tapi tidak ada suar yang teramati dari pulsar tersebut. Namun, Victoria M. Kaspi dan Fotis P. Gavriil dari McGill University dan Peter M. Woods dari National Space Science and Technology Center di Huntsville mencatat suar di dua dari tujuh AXP yang diketahui. Salah satu objek tersebut dikaitkan dengan sisa-sisa supernova muda di konstelasi Cassiopeia, AXP lainnya merupakan kandidat magnetar pertama yang terdeteksi dalam cahaya tampak. Tiga tahun lalu, ditemukan oleh Ferdi Hulleman dan Martin van Kerkwijk dari Universitas Utrecht di Belanda, yang bekerja dengan Kulkarni. Sejak itu, Brian Kern dan Christopher Martin dari California Institute of Technology telah mengamati kecerahannya dalam cahaya tampak. Radiasinya melemah dan meningkat dengan periode yang sama dengan periode denyut radiasi sinar-X bintang neutron. Pengamatan ini mendukung gagasan bahwa AXP ini adalah magnetar. Jika ia adalah bintang neutron biasa yang dikelilingi oleh piringan materi, emisi tampak dan inframerahnya akan jauh lebih kuat dan denyutnya akan jauh lebih lemah.

Sifat semburan sinar gamma pendek belum dapat dijelaskan secara meyakinkan, namun beberapa di antaranya mungkin timbul dari semburan magnetar di galaksi lain.

Penemuan baru-baru ini dan tidak adanya sumber semburan di Awan Magellan Besar selama 20 tahun menunjukkan bahwa magnetar dapat tetap tidak aktif selama beberapa tahun atau dekade, dan kemudian tiba-tiba menjadi sangat aktif. Beberapa astronom percaya bahwa AXP rata-rata lebih muda dari SGR, namun pertanyaannya tetap terbuka. Jika SGR dan AXP sama-sama merupakan magnetar, maka kemungkinan besar keduanya merupakan bagian yang signifikan dari jumlah total bintang neutron.

Sejarah magnetar adalah pengingat betapa masih banyak yang harus kita pelajari tentang alam semesta. Saat ini kita hampir tidak dapat membedakan selusin magnetar di antara bintang-bintang yang tak terhitung jumlahnya. Mereka muncul hanya sepersekian detik dalam sinar yang direkam oleh teleskop modern tercanggih. Selama 10 ribu tahun, medan magnetnya membusuk dan mereka berhenti memancarkan sinar-X yang intens. Jadi, selusin magnetar yang ditemukan menunjukkan keberadaan lebih dari satu juta, dan mungkin ratusan juta magnetar serupa. Magnetar tua, gelap, dan sudah lama punah, seperti dunia menakjubkan, berkeliaran di ruang antarbintang. Rahasia apa yang masih harus kita temukan?

TAMBAHANLITERATUR:
Kilatan! Perburuan Ledakan Terbesar di Alam Semesta. Gubernur Schilling. CambridgeUniversity Press, 2002.

TENTANG PENULIS:
Chryssa Kouveliotou, Robert C. Duncan, dan Christopher Thompson telah mempelajari magnetar selama total 40 tahun. Kouveliotou adalah pengamat yang berbasis di Pusat Sains dan Teknologi Luar Angkasa Nasional di Huntsville, Alabama. Objek yang diamatinya, selain semburan sinar gamma lunak (SGR) yang berulang, termasuk semburan sinar gamma “biasa” dan sistem sinar-X biner. Duncan dan Thompson adalah ahli teori, yang pertama di Universitas Texas di Austin dan yang terakhir di Institut Astrofisika Teoritis Kanada di Toronto. Duncan mempelajari supernova, materi kuark, dan awan gas antargalaksi. Thompson telah mempelajari topik mulai dari string kosmik hingga dampak meteorit raksasa di awal tata surya.