Магнетары, самые сильные магниты Вселенной
Магнетары являются самыми редкими и самыми смертоносными объектами во Вселенной. Первый необъяснимо сильный гамма всплеск был зафиксирован в 1979 году, существование магнетаров впервые предсказывалось в 1992 году, а первый магнетар был обнаружен в 1998 году во время сильнейшей вспышки рентгеновского излучения от источника SGR 1900+14, находящийся в созвездии Орла. Источник находится от нас на расстоянии 20000 световых лет, сила вспышки была настолько сильной, что вызвала ионизацию верхних слоев атмосферы Земли несмотря на огромное расстояние.
Сегодня учеными установлено, что магнетаром является нейтронная звезда , которая обладает самым сильным магнитным полем во Вселенной. Масса нейтронных звезд превосходит массу Солнца в полтора раза, но диаметр составляет 10-30 км, нейтронная звезда полностью поместилась бы внутри такого города как Москва. У таких звезд огромная плотность и невероятная скорость вращения, которая может превышать 500 оборотов вокруг своей оси в секунду.
Согласно теории для того чтобы нейтронная звезда стала магнетаром нужна комбинация особых условий. Магнетаром могут стать только самые крупные нейтронные звезды, образованные от звезды примерно в 40 раз тяжелее нашего Солнца. Также необходимо определенное правильное соотношение между частотой вращения нейтронной звездой вокруг своей оси, внутренней температурой звезды и скоростью движения нейтронов внутри звезды, образующих магнитное поле. Только при соблюдении всех условий запустится механизм увеличения магнитного поля, превращающий нейтронную звезду в самый сильный магнит во Вселенной. Механизм получил название «активное динамо».
У любой планеты или звезды в бескрайнем космосе может существовать свое собственное магнитное поле. У Земли магнитное поле защищает нас от вредных внешних воздействий и солнечной радиации. На поверхности Земли величина магнитной индукции составляет 0,5 Гаусса, внутри Земли 25 Гаусса. У нейтронной звезды величина магнитной индукции вырастает до 1 триллиона гауссов, а магнетара — до 1 квадриллиона гауссов! Если на месте Солнца окажется магнетар, то всю солнечную систему разорвет на атомы от сильнейшего магнитного поля.
Человек будет разорван на атомы на расстоянии около 1 светового года от магнетара и даже не осознает, кто стал его убийцей. На расстоянии многих световых лет от магнетара данные на любых магнитных носителях моментально сотрутся, а всем привычные банковские карты работать не смогут. Колоссальное излучение магнетара ставит под угрозу жизнь на огромном расстоянии от него.
К счастью, ближайший к нам магнетар находится на расстоянии 9000 световых лет от нас и в глубинах космоса их известно несколько десятков, живут они по космическим меркам совсем недолго, около 1 миллиона лет, поэтому они малоизучены и представляют собой огромный интерес для ученых.
Ставьте лайки, подписывайтесь на канал, делитесь ссылками в социальных сетях, дальше будет интереснее.
Источник
Самые Мощные Магниты во Вселенной. Что Происходит в центре Галактики? | Магнетар
С помощью 4-метрового телескопа в Чили ученые обнаружили более 100 новых малых планет за Нептуном
Dark Energy Survey (DES) – проект, в рамках которого и было сделано открытие, — использует 4-метровый телескоп, расположенный в Чили. DES официально начал свою работу в августе 2013 года и завершил свою последнюю сессию наблюдений 9 января 2019 года.
Целью Dark Energy Survey является понимание природы темной энергии путем получения высокоточных изображений южного неба. Хотя DES не был специально разработан для обнаружения так называемых транснептуновых объектов, его характеристики позволили использовать его в этих целях.
Транснептуновый объект (ТНО) — это небесное тело Солнечной системы, которое обращается по орбите вокруг Солнца, и у которого среднее расстояние до Солнца больше, чем у Нептуна (30 а.е.).
Для обнаружения ТНО исследователям пришлось разработать новый способ отслеживания движения. Измерения проводились каждый час или два, что позволило исследователям легче отслеживать перемещения объектов.
Благодаря этому методу, исследователи нашли 316 транснептуновых объектов, 139 из которых ранее были неизвестны.
Плутон — самый известный TНО и находится в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, то есть на расстоянии 40 а.е. TНО, обнаруженные с использованием данных DES, находятся на расстоянии 30 — 90 а.е.
Исследование также описывает новый подход к поиску объектов подобного типа и может помочь в будущем поиске Планеты Девять — гипотетической планеты размером с Нептун, которая, как считается, существует за пределами Плутона, а также других, пока необнаруженных планет.
Теперь, когда завершена очередная сессия наблюдений, исследователи повторно проводят анализ всего массива данных DES, на этот раз с более низким порогом обнаружения объектов. Это означает, что в ближайшем будущем очень вероятно, исследователи обнаружат до 500 ТНО.
Каталог ТНО также будет полезным научным инструментом для исследований солнечной системы.
Новый анализ состава грунта Луны ставит под сомнение современное представление об ее формировании
На основании предыдущих исследований ученые разработали гипотезу, что Луна была сформирована из обломков от столкновения ранней Земли с протопланетой Тейя. Исследование образцов лунного грунта миссий Аполлон, показало почти идентичный состав изотопов кислорода Земли и Луны.
Гипотеза о столкновении хорошо объясняет эти данные, однако трудно с ее помощью прийти к единому выводу: либо Тейя и Земля изначально имели похожий изотопный состав по кислороду, что маловероятно, либо произошло их полное смешение при ударе, что также вызывает сомнения.
Ученые из Университета Нью-Мексико предположили, что глубокие слои лунной мантии, должны быть наиболее близки по составу Тейе. Были проведены высокоточные измерения изотопного состава кислорода ряда лунных образцов. Среди них были базальты, высокогорные анортозиты, нориты и вулканическое стекло — нераскристаллизовавшийся продукт быстро остывшей лавы.
Исследователи обнаружили различия в изотопном составе по кислороду в зависимости от типа исследуемой породы. Это может быть связано с различной степенью смешения пород Земли и Тейи в результате столкновения. Изотопы кислорода из образцов, взятых из глубоких слоев лунной мантии, наиболее отличались от изотопов кислорода Земли. Таким образом, можно предположить, что состав этих образцов наиболее соответствует составу Тейи.
На основании полученных данных, ученые предполагают, что Тейя образовалась дальше от Солнца, а также, что во время столкновения, состав Тейи не был потерян из-за смешения пород. Помимо этого, исследование может помочь в понимании того, как сформировалась наша Луна.
Группа ученых разработала новую и беспрецедентно детальную компьютерную модель, которая может объяснить происхождение магнетаров. Работа открывает новые возможности для понимания самых мощных и самых ярких взрывов звезд.
Магнетар или магнитар — нейтронная звезда, обладающая исключительно сильным магнитным полем. Более подробно о магнитарах Вы можете узнать из другого нашего видео. Ссылка на него, также как и на все источники, будет в описании.
Теоретически существование магнетаров было предсказано в 1992 году, а первое свидетельство их реального существования было получено в 1998 году. При этом, происхождение магнетаров до сих пор остается неясным.
Нейтронные звезды, к которым относятся и магнитары — это компактные объекты, содержащие от одной до двух солнечных масс с радиусом всего около 10-20 км. Магнитары отличаются излучением рентгеновских и гамма-лучей. Энергия, которая необходима для этого, по-видимому, связана с их чрезвычайно сильным магнитным полем. Исходя из этого ученые предполагают, что магнитары должны вращаться намного быстрее и иметь магнитное поле в 1000 раз сильнее по сравнению с обычными нейтронными звездами. Однако, откуда берутся магнитары?
В недрах звезд происходят термоядерные реакции с превращением водорода во все более тяжелые элементы вплоть до железа. Тяжелые элементы остаются в ядре, тогда как во внешних слоях продолжаются реакции с самыми легкими химическими элементами.
Силы гравитации звезды постоянно возрастают, и когда у звезды заканчивается водородное топливо, она начинает расширяться. Звезды с массой намного больше солнечной заканчивают свою эволюцию грандиозным взрывом сверхновой. При этом, на ядро действуют огромные силы сжатия, разрушающие сами атомы, заставляя электроны сходить с орбит вокруг центра атома, вдавливаться в протоны и таким образом образовывать нейтроны. В результате получается сверхплотное вещество, состоящее не из атомов, а из одних тесно упакованных нейтронов. Так рождается нейтронная звезда. Больше информации Вы можете получить из других наших роликов.
Некоторые теории предполагают, что магнетары могут «наследовать» магнитные поля от своих звезд-предшественников. Однако, очень сильные магнитные поля в звездах могут замедлять вращение звездного ядра. Таким образом, получившиеся нейтронные звезды вращались бы медленно.
Международная группа ученых предложила другую модель. По их теории магнитные поля присущие магнитарам могут быть вызваны самим процессом формирования нейтронной звезды.
В первые несколько секунд после коллапса звездного ядра – то есть быстрого сжатия и распада звезды под действием собственной силы тяготения, новорожденная горячая нейтронная звезда остывает, испуская нейтрино – элементарные нейтральные частицы с очень маленькой массой. Охлаждение вызывает сильные внутренние потоки массы, похожие на пузырьки кипящей воды в кастрюле. Такие перемещения звездного вещества, могут привести к усилению любого ранее существовавшего слабого магнитного поля. Этот механизм усиления поля работает, например, в жидком железном ядре Земли или в конвективной оболочке Солнца, что это значит? По мере приближения к поверхности Солнца температура быстро уменьшается. В результате происходит конвекция — перемешивание вещества и перенос энергии к поверхности светила самим веществом.
Чтобы проверить теорию, команда исследователей использовала суперкомпьютер Французского национального вычислительного центра для того, чтобы смоделировать конвекцию новорожденной нейтронной звезды. На основании нового подхода ученые обнаружили, что слабые для начала магнитные поля могут быть усилены до огромных значений (1016 Гаусс) при достаточно быстрых периодах вращения
На моделях, полученных учеными видно, что периоды вращения, меньше 8 миллисекунд, обеспечивают более сильный эффект усиление поля, чем более медленное вращение.
Помимо того, что это исследование проливает свет на образование магнетаров, эти результаты помогают в понимании самых мощных и самых ярких взрывов массивных звезд. К примеру, излучение сверхсветовых сверхновых больше в сотни раз, чем у обычных сверхновых, а гиперновые имеют в 10 раз большую кинетическую энергию и периодически связаны с гамма-всплеском продолжительностью в несколько десятков секунд. Подобные взрывы должны иметь свои уникальные процессы для получения настолько большого количества энергии из ядра звезды.
Так называемый сценарий «миллисекундный магнитар» в настоящее время является одной из наиболее многообещающих моделей для подобных исключительных явлений. В соответствии с данной моделью быстрое вращение нейтронной звезды является дополнительным источником энергии, который увеличивает мощность взрыва. Необходимый эффект может быть достигнут при напряженности поля около 1015 Гаусс, что очень похоже на значения рассчитанные для эффекта усиления поля звезды при миллисекундном периоде вращения.
До сих пор главным недостатком миллисекундного магнетарного сценария было предположение о наличии специального магнитного поля, не зависящего от скорости вращения нейтронной звезды. Результаты, полученные в ходе данного исследования, обеспечивают теоретическую поддержку модели, которая прежде отсутствовала, и таким образом магнитное полез данной звезды зависит от скорости вращения.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances, все ссылки на источники будут в описании.
Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути увеличивает свою активность по непонятным пока причинам
В центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. По сравнению с другими подобными объектами она, не отличается особой активностью. Однако, со временем мощность вспышек, выбрасываемых материей, которая падает в недра черной дыры, становится все выше.
Астрофизик из Льежского университета и его коллеги из Бельгии и Франции проанализировали рентгеновское излучение черной дыры с 1999 по 2015 года. За этот период времени было зарегистрировано 107 вспышек, причем с 2014-го года их интенсивность начала увеличиваться.
В своей новой работе, ученые исследовали данные с 2016 по 2018 года. За это время было обнаружено еще 14 рентгеновских вспышек. Любопытно, что мощность и количество самых слабых вспышек почти не изменились, в то время как самые яркие стали мощнее и чаще. Увеличение активности обнаруживается и в ближнем инфракрасном диапазоне.
По предварительным данным за 2019 год было зарегистрировано 4 яркие вспышки, что является беспрецедентным за такой короткий период времени. Дополнительные данные помогут лучше разобраться в том, что же происходит возле Стрельца А*.
Дальнейшие исследования по мнению ученых поможет подтвердить все нарастающую с 2014 активность черной дыры и выяснить, что стало ее причиной?
Источник
Самые мощные магниты во Вселенной. Они способны уничтожить Землю
Вы когда-нибудь игрались с магнитом? Насколько сильным он был? Вероятно, он мог поднять железные опилки, булавки, гвозди и другие магниты (очевидно). Существуют также более мощные генераторы магнитных полей, которые способны поднимать чрезвычайно тяжелые грузы. Однако достаточно ли наших самых сильных магнитов, чтобы уничтожить целую планету? Наверное, нет, однако магнетары это могут. Они — самые мощные источники магнетизма в нашей Вселенной, а сила их разрушительна!
Как рождается магнетар?
Магнетар возникает так же, как нейтронная звезда — через коллапс ядра массивной звезды во время взрыва сверхновой. Когда светила, намного более массивные, чем наше Солнце, взрываются в сверхновую, на их месте могут образоваться нейтронные звезды. Ядерный синтез в них прекращается, и они больше не имеют давления изнутри, чтобы противостоять огромной гравитации, тянущей все внутрь. Протоны и электроны стягиваются в относительно небольшое пространство с чрезвычайной силой, мгновенно превращаясь в нейтроны. В результате получается компактный по размерам шар, бурлящий нейтронами, которые подвергаются сильнейшему гравитационному сжатию.
Когда нейтронные звезды первоначально формируются, они являются пульсарами . Пульсары — это быстро вращающиеся объекты, непрерывно испускающие электромагнитное излучение. А магнетары есть не что иное, как те же самые нейтронные звезды, которые каким-то образом, к великой загадке для физиков, создают чрезвычайно мощные магнитные поля и испускают высокоэнергетические рентгеновские лучи, а также гамма-лучи.
Насколько силен магнетар?
Магнетары имеют магнитное поле напряженностью 10^15 ( 1 квадриллион ) Гаусс, что делает их самыми намагниченными объектами во Вселенной. Чтобы лучше понять значение этой цифры, примите во внимание силу некоторых других магнитных источников в нашей Вселенной:
- Магнитное поле Земли, которое заставляет вращаться стрелку вашего компаса = 0,6 Гаусса
- Обычные коммерческие магниты =
100 Гаусс
Остается напомнить, что сила магнитного поля магнетаров = 1000 триллионов Гаусс.
Что будет, если магнетар очутится в нашей солнечной системе?
Не возникнет большой проблемы, если магнетар будет незаметно прохлаждаться в наших галактических окрестностях, занимаясь своими делами. Но если он решит сделать нам сюрприз и приехать в гости — конец нашей солнечной системы будет скорым и неизбежным.
Есть два способа , которыми магнетар мог бы покончить со всей жизнью на Земле (не говоря уже о разрушении всей планеты):
1. Если бы магнетар каким-то образом оказался слишком близко к нашей планете, вы бы сразу почувствовали его присутствие. На полпути между Луной и Землей, он, к примеру, начнет стирать всю информацию на ваших кредитных картах и на любых других электронных устройствах. Но что он сделает с человеком?
Если бы вы приблизились к этому космическому монстру менее, чем на 1 тысячу километров, все атомы вашего тела, каждый из которых содержит электроны и протоны, несущие заряд, просто растянутся, уничтожив ваше биоэлектрическое поле и разрушив все молекулярные структуры. По сути, ваше драгоценное тело просто испарится в воздухе. Интересно, что магнетар способен уничтожить нас и на гораздо большем расстоянии, что является вторым возможным способом учинить нам магнитный апокалипсис. Вдобавок ко всему эти нейтронные чудовища могут устраивать так называемые звездотрясения. Об этом ниже.
2. 27 декабря 2004 г. мощный всплеск энергии вывел из строя спутники и телекоммуникационные сети, а также прекратил работу электронных систем подводных лодок и самолетов на одну десятую секунды. Через несколько минут все вернулось на круги своя. Это событие даже немного сместило магнитное поле Земли. Исследователи во всем мире были ошеломлены, уставившись на свои приборы: «Что это было?»
В тот день Земли достиг поток излучения с магнетара, находящегося в десятках тысяч световых лет от нас. Это напоминало землетрясение на поверхности звезды. Кора магнетара разрывается, когда его мощное магнитное поле начинает смещаться. Это беспокойное движение растягивает внутреннюю часть звезды, подобно резиновому мячику, который в конечном итоге разрывается под огромным давлением. В результате этого кора звезды нагревается и рвется, выпуская огненный шар из электронов, плазмы и фотонов, возникающих в виде пузыря на поверхности магнетара. Яркий луч гамма-излучения сопровождает этот огненный пузырь, провоцируя гигантский взрыв энергии. В конце концов, ужасный волдырь опадает, мгновенно теряя триллионы джоулей энергии, а затем снова сливается с ядром — наступает затишье после катастрофы.
Несмотря на то, что он возник на расстоянии 50 000 световых лет, этого гигантского импульса энергии от «звездотрясения» было достаточно, чтобы отключить все исследовательские и коммуникационные спутники, работавшие в автономном режиме. Всего за одну пятую секунды он выпустил больше энергии, чем выработало наше Солнце за последние 250 000 лет . Теперь представьте, что если бы этот магнетар со своим звездным землетрясением находился бы, скажем, в 10 000 световых лет от Солнца. Все было бы куда хуже. Для начала, озоновый слой Земли был бы разорван, открыв свободный проход для космического излучения в нашу атмосферу. Вскоре поверхность планеты была бы очищена от всякой живой твари и растительности. К сожалению, в мгновение ока все до единой жизненные формы будут стерты с лица Земли, если в нашем небольшом уголке галактики появится магнетар.
Ставьте лайк, если вам понравился материал и подписывайтесь на канал. До новых встреч!
Источник