Магнетари за науката
Днес имаме доказателство, че тези свръхчувствени чудовища с гигантски магнитни полета съществуват.
На 5 март 1979 г. съветските космически кораби "Венера 11" и 12 се носят през Слънчевата система, след като няколко месеца по-рано са пуснали две сонди в токсичната атмосфера на Венера. Досега пътуването беше спокойно. Изведнъж, в 15:00 и 51 минути UTC, радиационните детектори на борда на двата кораба регистрираха внезапен прилив на гама лъчи: за части от милисекунда техните радиоактивни детектори бяха наситени. Двата кораба току-що бяха поразени от прилив на високоенергийна радиация. Единадесет секунди по-късно космическата сонда на НАСА Helios 2 беше ударена на свой ред. Очевидно радиационен фронт премина през Слънчевата система. Вълната достигна Венера, където накара детекторите на американската сонда Pioneer Venus Orbiter да скочат. Секунди по-късно тя беше на Земята. Инструментите на трите спътника Vela, изстреляни от американската армия, тези на съветската машина Prognoz 7 и рентгеновата астрономическа обсерватория на Айнщайн бяха потопени. Продължавайки бягането си, тя след това удари Международния изследовател Слънце-Земя.
Аватарите на неутронната звезда
Изминаха седем години между „кръщението“ на повтарящи се гама източници и времето, когато двама от нас (R. Duncan и C. Thompson) излязоха с модел, обясняващ техните характеристики. И накрая, през 1998 г. К. Кувелиоту и неговият екип намериха наблюдателни доказателства, потвърждаващи тази хипотеза, и установиха, че повтарящите се източници са неутронни звезди от определен вид. Неутронните звезди са най-плътните обекти, които познаваме: те съдържат маса, малко по-голяма от тази на Слънцето в сфера с диаметър само 20 километра. Когато придобият много интензивно магнитно поле, те стават още по-екзотични обекти, магнетарите.
Това измерване се потвърждава от факта, че на мястото, посочено от Т. Клайн, човек е открил остатъците от скорошна свръхнова, тоест останките от звезда, експлодирала преди 5000 години, което, при изненадващо съвпадение, трябва да е бил източникът на импулса. Тъй като този източник е 1000 пъти по-далеч, отколкото се смяташе досега, той също трябва да е бил милиони пъти по-ярък от лимита на Едингтън. Човек трябваше да си представи катаклизъм, който в рамките на 0,2 секунди би освободил по същество под формата на гама лъчи толкова енергия, колкото Слънцето за 10 000 години. Това може да е само черна дупка или неутронна звезда. Асоциацията на повтарящия се гама източник с остатък от свръхнова затвърди тази хипотеза, тъй като обикновено се смята, че тези компактни звезди се образуват, когато ядрото на масивна звезда свърши гориво и внезапно се срути под собственото си тегло, като по този начин задейства титаника експлозия, която е свръхнова. В допълнение, периодичните вариации на сигнала правят хипотезата за черна дупка малко вероятна, обект без структура, от която е трудно да се види как би произвел ритмични импулси. Ние заключихме, че източникът трябва да е неутронна звезда. Това обаче не реши загадката.
Източникът, произвел катаклизма от март 1979 г., издава последния си взрив през май 1983 г .: нищо повече не ни достига от тази посока в продължение на 19 години. Два други повтарящи се източника, разположени в Млечния път, стават известни през 1979 г. и оттогава остават активни, излъчвайки стотици проблясъци Четвърти повтарящ се гама източник се намира през 1998 г. Три от тези четири обекта може да са свързани с млади остатъци от свръхнова. Две от тях също се намират в близост до много плътни клъстери от масивни млади звезди, което предполага, че повтарящи се гама източници са склонни да се образуват от звезди, които в крайна сметка са свръхнови. Петият възможен повтарящ се източник за момента е изпратил само две издувания (местоположението му все още не е добре известно).
Лавини и земетресения
Смята се, че пулсарите са неутронни звезди с магнитно поле. Това магнитно поле се корени в електрически токове, протичащи в дълбините на звездата и следователно неговите полеви линии са интегрални с въртящата се звезда. Лъчите на радиовълните се излъчват от магнитните полюси и, ако тези полюси не съвпадат точно с оста на въртене, те преминават през пространството като маяк, което обяснява наблюдаваните радиоимпулси. Освен това пулсарът също така излъчва нискочестотни електромагнитни вълни и вятър от заредени частици, ускорени от въртящото се магнитно поле, което консумира част от енергията и ъгловия импулс, като по този начин причинява постепенно намаляване на скоростта на движение.
Най-известният пулсар е този на Раковата мъглявина, остатък от свръхнова, наблюдавана от китайски астрономи през 1054 г. Този пулсар се върти около себе си за 33 милисекунди и в момента периодът му се удължава с 1, приблизително 3 милисекунди на век. Прави се заключение, че при раждането периодът на въртене е бил 20 милисекунди. Този пулсар ще се забави, докато скоростта на въртене не е твърде ниска, за да му позволи да излъчва енергия. Измервано е забавянето на повечето известни пулсари и се смята, че както се предвижда от теорията, това зависи от силата на магнитното поле: колкото по-силно е полето, толкова по-силно е излъчването и толкова по-силен е пулсарът. Ние заключаваме, че младите пулсари имат магнитно поле между 1012 и 1013 гауса (магнитът, който държи списъка за пазаруване на вратата на вашия хладилник, създава поле от около 100 гауса).
Знакът на полето
Този модел обаче пренебрегва отговора на първия въпрос: откъде идва магнитното поле на пулсара? Дълго време се задоволявахме да проследим произхода му обратно до полето на неговата родословна звезда. Вярно е, че звездите имат слабо магнитно поле и че това поле може да бъде усилено чрез компресията на звездата. Според уравненията на електромагнетизма на Максуел, когато даден обект се свие наполовина, магнитното му поле се усилва с коефициент четири. Сърцето на масивна звезда се свива с коефициент 10 5, от нейното раждане до образуването на неутронна звезда; следователно неговото магнитно поле трябва да се умножи по 10 10. По този начин, започвайки от звезда, чието поле би било доста интензивно в началото, компресията, необходима за образуването на неутронна звезда, изглеждаше достатъчна, за да обясни магнетизма на пулсарите. За съжаление магнитното поле в сърцето на звезда не може да бъде измерено и тази проста хипотеза не може да бъде проверена. Освен това има основателни причини да вярваме, че тази компресия не обяснява всичко.