O echipă de astronomi, incluzând doi cercetători din cadrul Mullard Space Science Laboratory al UCL, a obţinut prima măsurătoare realizată vreodată a câmpului magnetic a unei pete aflate pe suprafaţa unui magnetar.
Stelele tip „magnetar" reprezintă un tip de stea neutronică ce provine din nucleul dens şi compact al unei stele gigante care şi-a pierdut straturile sale exterioare de materie în urma unei explozii de tip supernovă.
Stelele tip „magnetar" (eng. magnetic star) posedă unele cele mai puternice câmpuri magnetice din Univers. Până în prezent, s-a reuşit măsurarea numai a câmpului magnetic al acestora la o scară mare. Cu toate acestea, prin utilizarea unei noi metode de observare a magnetarilor, cu ajutorul razelor X, astronomii au reuşit în prezent să descopere un puternic câmp magnetic aflat pe suprafaţa unei stele de acest tip.
Magnetarii sunt stele neutronice foarte misterioase. Astronomii le-au descoperit datorită comportamentul lor neobişnuit atunci când sunt observate în gama lungimilor de undă corespunzătoare razelor X. S-au detectat emisii spontane de radiaţii şi jeturi imense ce apar ocazional. Aceste caracteristici specifice ale magnetarilor sunt cauzate de evoluţia şi pierderea de energie a câmpurilor lor magnetice, foarte puternice, care sunt de sute sau de mii de ori mai intense decât câmpurile magnetice ale stelelor neutronice obişnuite, pulsarii.
Câmpul magnetic al unui magnetar poate avea o structură complexă. În mod evident, componenta acestuia care se poate măsura cel mai uşor o reprezintă câmpul magnetic exterior, de mari dimensiuni, care are o formă similară câmpului magnetic corespunzător unui magnet de tip bară şi se comportă în consecinţă. Acest câmp magnetic este cunoscut sub numele de câmp dipolar.
Studiul a fost efectuat pe un magnetar numit SGR 04185729. Acum câţiva ani, s-a descoperit că această stea are un câmp magnetic dipolar de o intensitate relativ mică, în comparaţie cu alţi magnetari. Cu toate acestea, s-a observat că steaua prezintă caracteristici specifice magnetarilor, erupţii şi emisii de jeturi de plasmă, ceea ce i-a făcut pe oamenii de ştiinţă să presupună că activitatea magnetică a stelei ar putea fi cauzată de un câmp magnetic ascuns sub suprafaţa sa.
Uneori, suprafaţa stelei cedează şi câmpul magnetic, aflat sub suprafaţa sa, se propagă în exterior (imagine artist).
Credit: ESA/ATG Medialab
Acest nou studiu, ce se bazează pe observaţiile efectuate cu ajutorul telescopului spaţial XMM-Newton cu raze X al ESA, a reuşit să obţină, în sfârşit, o dovadă că SGR 04185729 ascunde, într-adevăr, un câmp magnetic foarte puternic în interiorul său.
„Acest magnetar are un puternic câmp magnetic în interiorul său, dar acesta este ascuns sub suprafaţa sa. Singurul mod prin care se poate detecta acesta este prin descoperirea unei fisuri la suprafaţa acestuia, caz în care câmpul magnetic ascuns se poate propaga în exterior", spune Silvia Zane (UCL Mullard Space Science Laboratory), unul dintre coautorii studiului.
Aceste erupţii magnetice ar putea explica, de asemenea, emisia de radiaţii sub forma unor jeturi ce sunt observate la magnetari. Câmpul magnetic deformat, prins în interiorul stelei, se acumulează şi se tensionează sub suprafaţa magnetarilor, reuşind, în mod ocazional, să rupă „coaja" stelei şi să producă emisia de flash-uri bruşte de raze X.
Magnetarii sunt prea mici, având un diametru de aproximativ 20 de km şi prea îndepărtaţi pentru ca să se poată observa detaliile aflate pe suprafeţele lor, chiar şi cu ajutorul celor mai bune telescoape. În cadrul observaţiilor astronomice, ele apar doar sub forma unor puncte luminoase. În consecinţă, echipa de astronomi a trebuit să caute dovezi indirecte cu privire la schimbările ce se produc la suprafaţa stelei SGR 04185729. În acest scop, ei au măsurat variaţia emisiilor de raze X ale magnetarilor produse de rotaţia acestor stele.
„SGR 04185729 se roteşte o dată la fiecare 9 secunde. Am constatat că în timpul rotaţie, la un moment dat, intensitatea radiaţiilor X emise de magnetar scade brusc. Aceasta înseamnă că ceva aflat pe suprafaţa sa, sau în apropierea acesteia, absoarbe radiaţiile", adaugă Roberto Turolla (profesor onorific la MSSL şi coautor al studiului).
O vedere de aproape a câmpului magnetic ce erupe dintr-un magnetar (imagine artistică)
Sursă: ESA/ATG Medialab
Echipa de astronomi crede că o concentrare de protoni de pe o regiune mică, aflată la suprafaţă magnetarului, ce are, probabil, o întindere mai mică de câteva sute de metri, absoarbe razele X. Protonii sunt prinşi într-un volum mic, aflat aproape de suprafaţă, de către un câmp magnetic puternic ce provine din interiorul magnetarului, oferind dovezi puternice că un puternic câmp magnetic se ascunde sub suprafaţa acestuia.
„Această interesantă descoperire confirmă, de asemenea, faptul că, în principiu şi alţi pulsari, având câmpuri magnetice externe relativ slabe, ar putea ascunde câmpuri magnetice puternice, similare, în interiorul lor. Ca rezultat, mulţi pulsari pot deveni magnetari activi, temporar, astfel că, în viitor, este posibil să putem descoperi mult mai mulţi magnetari decât s-a crezut anterior. Aceste descoperiri pot determina o redefinire importantă a conceptelor noastre privind formarea şi evoluţia câmpurilor magnetice în cadrul stelelor neutronice", explică Zane.
Studiul este publicat în revista Nature.
Traducere de Cristian-George Podariu după mysterious-magnetar-strongest-magnetic-fields cu acordul editorului
