Нейтронные звезды представляют собой останки массивных (в десятки раз крупнее Солнца) звезд, коллапсировавших в ходе взрывов сверхновых. Внешняя оболочка такой звезды отбрасывается, а внутренние слои быстро коллапсируют под собственной тяжестью, образуя тела поразительной плотности: нейтронная звезда диаметром несколько десятков километров весит больше Солнца! Вещество такой звезды называется «вырожденным»: электроны в его атомах «упали» на протоны, и оно состоит только из нейтронов. Чайная ложечка вырожденного вещества будет весить сотни миллионов тонн.

Все нейтронные звезды характеризуются чрезвычайно быстрым вращением и мощным магнитным полем. Но магнитное поле некоторых из них сильно просто невероятно – до 1011 Тл – в тысячи раз превышая мощность магнитного поля других нейтронных звезд, оно способно убить все живое на расстоянии многих тысяч километров. А уж данные с магнитных носителей сотрутся уже с миллионов километров. Это и есть магнетары.

На сегодняшний день известно около 150-ти магнетаров. Пять из них являются мягкими гамма-репитерами, то есть испускают периодически мощные и кратковременные (не дольше 0,1 секунды) импульсы мягкого (ближнего) гамма- и рентгеновского излучения. Остальные магнетары – аномальные рентгеновские пульсары, «мерцающие» только в рентгене. Поначалу те и другие считались разными объектами, но сегодня ясно, что у них есть масса общих свойств, и что активность тех и других вызывается именно невероятно мощным магнитным полем.

Считается, что сверхсильное магнитное поле магнетаров способно закручивать оболочку звезды. Как электричество во вращающемся проводнике, помещенном в электромагнитное поле, так и здесь появляется «ток» – в форме облака электронов, вихрящегося в окрестностях магнетара. Под воздействием мощной радиации, исходящей от звезды, они и порождают жесткое излучение.

Понятно, что воспроизвести в лаборатории поля столь высокой мощности совершенно невозможно, так что проверить эти теоретические предположения ученые пока не могли. В этом на помощь им приходят орбитальные обсерватории XMM-Newton и Integral. Анализируя полученные ими данные, группа ученых во главе с Нанда Ри (Nanda Rea) впервые получила практические подтверждения существования этого электронного облака. Более того, им удалось рассчитать плотность облака – она оказалась чрезвычайно высокой – и скорость движения потока электронов в нем.

Таким образом, предположения получили блестящее подтверждение на практике: данные, собранные зондами XMM-Newton и Integral полностью согласуются с той моделью «работы» магнетара, которую ученые разработали, что называется, «на кончике пера».

Магнетар – это нейтронная звезда, обладающая невероятно сильным магнитным полем, которое может равняться до 1011 Тесла и выше. Как известно, нейтронные звезды появляются вследствие выгорания обычных звезд, являясь как бы конечным продуктом их эволюции. Обычно нейтронная звезда появляется после вспышки сверхновой. Для того чтобы после взрыва сверхновой образовался магнетар, звезде нужно иметь достаточную массу.

Обычно магнетарами становятся те астрономические светила, которые имели массу, которая соответствовала весу примерно 40-ка наших Солнц. И хотя данное утверждение не доказано, многие ученые считают, что оно истинно, поскольку для того, чтобы превратиться в магнетар, звезде нужно иметь достаточное количество вещества.

Хотя магнетары за счет своего огромного магнитного поля, а также по ряду других причин являются чрезвычайно интересными объектами для астрономов, в действительности на сегодняшний день они достаточно мало изучены учеными. Это объясняется несколькими факторами. Во-первых, практически все известные нам магнетары находятся на достаточно большом удалении от Земли, из-за чего их непросто обнаружить и впоследствии наблюдать за ними. Во-вторых, магнетары имеют сравнительно небольшую, как для звезд, продолжительность жизни. Многие из известных магнетаров уже доживают свой срок, из-за чего их магнитное излучение уже не так сильно, по причине чего трудно понять истинную мощь и сущность этих звезд.

Магнетар – тип нейтронной звезды, которая имеет чрезвычайно высокую плотность. Как правило, все нейтронные звезды покрыты относительно тонкой корой, состоящей в основном из электронов и тяжелых атомных ядер. Внутри нейтронной звезды находится жидкая плазма, которая в основном состоит из нейтронов. Считается, что именно чрезвычайно сильная внутренняя плотность магнетара служит причиной его высокого магнитного излучения.

Магнетары – это звезды, которые очень быстро вращаются вокруг своей оси. Скорость вращения этих звезд колеблется в пределах от нескольких раз до тысяч оборотов в секунду. Большинство магнетаров имеет относительно небольшие размеры. Как правило, диаметр большинства из них достигает всего 20-30 километров. Хотя, конечно же, существуют сверхмассивные магнетары, которые обладают гораздо большими габаритами.

Что касается массы, то здесь не все так просто. Из-за своей высокой плотности, магнетар диаметром в 30 километров будет значительно тяжелее нашего Солнца. Что касается сверхкрупных магнетаров, то их вес может превышать вес Солнца в несколько десятков раз, а то и более.

Из-за относительно небольшой величины магнетаров, а также их удаленности от Земли, наблюдать их при помощи обычных, любительских телескопов не представляется возможным. Для наблюдения магнетаров наиболее подходит метод инфракрасного или рентгеновского сканирования неба. При помощи специальных агрегатов ученые пытаются обнаружить магнетары в космическом пространстве. Благо из-за того, что они излучают интенсивное магнитное поле и радиацию, обнаружить их с помощью приборов представляется намного более простой задачей.

На сегодняшний день, по разным источникам, человечеству известно от 30 до 150 магнетаров. Последняя цифра скорее характеризует не столько действительное количество магнетаров, сколько количество объектов, похожих на эти астрономические тела. По данным на 2007 год астрономами было открыто только 12 магнетаров. Среди них: SGR 1806-20, SGR 1900+14, 1E 1048.1-5937 и другие.

Первый объект, SGR 1806-20 представляет чрезвычайно мощный магнетар, который удален от нашей планеты на расстояние 14,5 килопарсек или 50 тысяч световых лет и находится на другом краю нашей Галактики. Второй, предположительно, взорвался в 1998 году, но его свет до сих пор доходит до Земли. Третий находится на относительно близком от нас расстоянии – всего 9 тысяч световых лет. Обнаружение каждого из этих магнетаров было настоящей сенсацией для астрономов. Обнаружение этих и других подобных им звезд продолжает радовать ученых и по сегодняшний день.

Некоторые магнетары обладают большей силой притяжения, чем ряд чёрных дыр. Предполагается, что в нашей галактике существует порядка 30 миллионов магнетаров. Средняя продолжительность жизни магнетара составляет около 1 миллиона лет.

Когда звезды, превосходящие Солнце по массивности, взрываются, на их месте может сформироваться нейтронная звезда. Умирающий объект больше не располагает достаточным световым давлением, чтобы удерживать гравитацию. Сила настолько мощная, что протоны и электроны выталкиваются в пространство, образуя нейтроны. И что же мы имеем? Нейтроны! Сплошная масса нейтронов.

Если сформировалась нейтронная звезда, то мы получает пульсар. Ранее накопленная масса сжимается до размеров крошечного «шара», вращающегося сотню раз в секунду. Но это не самое странное. Из десяти появившихся нейтронных звезд всегда найдется одна довольно странная, которую называют магнетаром. Это нейтронные звезды, появившиеся из сверхновых. Но в процессе формирования происходят необычные вещи. Что именно? Магнитное поле становится настолько интенсивным, что ученые не могут понять, откуда оно берется.

Некоторые полагают, что когда вращение, температура и магнитное поле нейтронной звезды собираются в идеальное пятно, вы получаете динамо-двигатель, усиливающий магнитное поле в 1000 раз. Но недавние открытия дали больше подсказок. Ученые нашли магнетар, удаляющийся от Млечного Пути. Нам уже удавалось наблюдать подобные объекты, когда одна звезда в системе взрывается в виде сверхновой. То есть, он был частью двоичной системы.

Во время партнерства, объекты вращались рядом (ближе дистанции Земля-Солнце). Этого расстояния хватало, чтобы обмениваться материалом. Первой начала умирать крупная звезда, отдавая свою массу меньшей. Это заставило ее раскручиваться и отдавать массу обратно. В итоге, меньшая взрывается как сверхновая, выбросив вторую на новую траекторию. Вместо формирования нейтронной звезды мы получили магнетар.

Мощь наблюдаемого магнитного поля просто ошеломляет! У Земли оно занимает 25 гауссов, а на поверхности мы испытываем лишь меньше 0.5 гауссов. У нейтронной звезды – триллион гауссов, но магнетары превосходят эту отметку в 1000 раз!

Чтобы случилось, если бы вы оказались рядом? Ну, в пределах 1000 км магнитное поле настолько сильное, что разорвало бы вас на атомном уровне. Дело в том, что сами атомы деформируются и больше не могут поддерживать вашу форму. Но вы бы так ничего и не поняли, потому что умерли от интенсивного излучения и смертоносных частиц объекта в магнитном поле.

Еще одна уникальность магнетаров состоит в том, что они способны обладать землетрясением. Оно напоминает земное, но происходит на звезде. У нейтронной звезды есть внешняя корка, которая может треснуть, напоминая движение земных тектонических плит. Подобное случается, если магнетар создает взрыв.

Наиболее сильное событие случилось с объектом SGR 1806-20, удаленным на 50000 световых лет. За 1/10 секунды одно из землетрясений создало больше энергии, чем Солнце за 100000 лет. И это не сверхновая, а всего лишь одна трещина на поверхности! К счастью для нас, эти действительно убийственные объекты расположены далеко и нет никакой вероятности, что они могут приблизиться.

Нейтронная звезда образуется, когда гигантская звезда исчерпывает внутренние запасы «топлива» и прекращает излучать энергию. Оболочка звезды, раздуваясь, производит колоссальный взрыв, называемый сверхновой, а мощные силы гравитации сжимают ядро звезды до размеров порядка десятков километров – плотность нейтронной звезды приближается к плотности атомного ядра! Ничего похожего и представить-то невозможно: равноценная по массе 1−2 Солнцам звезда «умещается» в шаре, размером не превышающем территории среднего городка. Несколько чашек ее вещества будут перевешивать массу Эвереста!

Астрономам уже давно известно, что некоторые нейтронные звезды испускают периодические узконаправленные импульсы в радио-, оптическом, рентгеновском или даже гамма-диапазоне,. Такие нейтронные звезды называются пульсарами. Они быстро вращаются: именно это вращение обеспечивает энергию, необходимую для пульсации.

А в 1990-х были найдены нейтронные звезды еще более необычного типа. Как и пульсары, они испускают периодические импульсы, но вращаются гораздо медленнее. Так что необходимую для излучения энергию им приходится получать из другого вида источника. И источник этот – магнетизм, так что такие звезды получили название магнетаров. Изо всех объектов во Вселенной магнетары обладают самым мощным магнитным полем, величина которого может достигать 1011 Тл! Это поле настолько сильно, что смертельно для человека даже на расстоянии многих тысяч километров.

До настоящего времени считалось, что пульсары и магнетары составляют два отдельных класса: нейтронная звезда может быть либо пульсаром, либо магнетаром. Однако недавно космический рентгеновский телескоп RXTE обнаружил нейтронную звезду, которая, к удивлению ученых, обладает характеристиками сразу обоих классов. Эта звезда – пульсар PSR J1846−0258 в созвездии Орла. Много лет считалось, что это обычный пульсар, за счет вращения вокруг своей оси испускающий 3 сигнала в секунду.

Однако канадский астроном Фотис Гавриил (Fotis Gavriil) с коллегами решил более тщательно присмотреться к этому пульсару. Они исходили из того, что RXTE проводил наблюдения в 2006 году, но результаты наблюдений детально не были проанализированы. Когда Гавриил и его коллеги изучили эти наблюдения внимательно, они отметили, что в том же году PSR J1846 произвела дополнительно 5 громадных выбросов энергии. Каждая из этих вспышек продолжалась менее секунды, высвобождая при этом энергию порядка десяти тысяч Солнц!

Ранее ученым не было известно, чтобы пульсары производили такие сильные выбросы энергии, зато магнетары производят их довольно часто. Таким образом, Фотис Гавриил и его группа обнаружили пульсар, который генерирует вспышки, идентичные тем, которые производятся магнетарами. «Мы наблюдаем превращение одного типа нейтронной звезды в другой, происходящее буквально на наших глазах. Это недостающее звено между пульсарами разных типов», – говорит астроном.

Установлено, что PSR J1846 – очень молодой (даже по вполне человеческим меркам) пульсар, ему не более 884 лет. Так что это открытие наводит на мысль, что, возможно, магнетары – это лишь одна стадия жизненного цикла нейтронной звезды. Быть может, нейтронная звезда начинает свое существование как магнетар, но не начинает производить выбросы энергии (вспышки) до тех пор, пока не достигнет возраста нескольких сотен лет. Возможно, она ведет себя как магнетар, в течение нескольких тысяч лет, а затем «успокаивается» и становится пульсаром.

Магнетары представляют из себя чрезвычайно плотные и высоконамагниченные нейтронные звезды, которые могут появляться в результате образований сверхновой звезды. Они необычно редки и до недавнего времени ученые с трудом представляли то, как и где такие звезды образуются. Однако благодаря данным, собранным Очень большим телескопом (VLT), который располагается в Паранальской обсерватории (Чили) и принадлежит Европейской южной обсерватории, астрономы, по их мнению, теперь вправе считать, что они смогли решить одну из величайших космических загадок.

Как уже было сказано выше, магнетары – это редкий тип нейтронных звезд, обладающих невероятно сильным, самым сильным из известных во Вселенной, магнитным полем. Особенностью таких звезд является не только наличие сильного магнитного поля. Как и все нейтронные звезды, магнетары весьма малы в размерах и обладают невероятной плотностью. Такой тип звезд образуется, когда массивные звезды начинают коллапсировать под мощью собственной гравитации.

В Галактике Млечный Путь имеется более двух десятков магнетаров, однако объект, который был изучен Очень большим телескопом, расположен в звездном скоплении Вестерлунд-1, на юге созвездия Жертвенника, находящегося примерно в 16 тысячах световых лет от нас. Звезда, из которой образовался магнетар, была примерно в 40 раз больше, чем наше Солнце. Звезды подобного размера, по мнению ученых, при коллапсе создают черную дыру.

Однако факт того, что звезда, ранее известная как CXOU J1664710.2-455216, стала в результате своего коллапса магнетаром, не давал покоя астрономам на протяжении многих лет. Тем не менее ученые имели предположение о том, почему возникло это весьма необычное явление. В 2010 году астрономы предположили, что магнетар появился в результате взаимодействия между двумя массивными звездами, оборачивающимися вокруг друг друга. Эти звезды находились настолько близко друг к другу, что легко бы поместились в пространстве между орбитами Земли и Солнца.

Однако до недавнего времени астрономам не удавалось обнаружить доказательства наличия второй звезды в предполагаемой модели бинарной системы. Но подключив к делу Очень большой телескоп, ученые смогли лучше изучить звездные скопления и поискать объекты, двигающиеся с высокой скоростью, также известные как «убегающие» или «беглые» звезды. По теории считается, что подобные объекты были выброшены со своих орбит огромной ударной волной от взрыва сверхновых звезд, образующих магнетары. И что интересно, одну из таких звезд действительно нашли. Ученые дали ей название Вестерлунд 1-5.

Бен Ритчи, автор опубликованного исследования, комментирует важность обнаружения «убегающей» звезды следующим: «Мало того, что звезда обладает колоссальной скоростью движения, которая вполне могла быть вызвана взрывом сверхновой, интерес здесь представляет также комбинация ее низкой массы, высокой светимости и ее состав, богатый углеродом. И все это совмещено в одной звезде, хотя фактически такое маловозможно. Все эти признаки могут нам говорить о том, что звезда действительно могла образоваться внутри бинарной системы».

Используя собранные данные наблюдения за Вестерлундом 1-5, группа ученых смогла реконструировать возможную модель формирования магнетара, предположив при этом то, что запас топлива у более крупной звезды в двоичной системе сократился раньше, чем у более мелкой звезды, и в результате этого мелкая звезда начала притягивать внешние слои крупной звезды на себя. Это событие заставило более мелкую звезду раскрутиться до невероятной скорости. Ученые считают, что именно этот фактор является ключевым ингредиентом в образовании сильного магнитного поля магнетара.

Через какое-то время маленькая звезда стала больше своего бинарного компаньона и запустился обратный процесс отдачи внешних слоев, обратно к более крупой звезде. Франциско Нахарро, один из членов исследовательской команды, описывает этот процесс как «напоминающий детскую игру «передай посылку», только в космических масштабах». Для тех, кто не знает, правила игры «передай посылку» таковы: какой-нибудь приз заворачивается в несколько слоев бумаги, и дети, передавая посылку по кругу, раскрывают ее слой за слоем. При этом между каждыми слоями находится тоже всякая всячина.

Изначально самая большая из двух звезд становится меньше и отбрасывается из бинарной системы. В это же время ее быстрооборачивающийся вокруг себя компаньон становится сверхновой. В данном случае «убегающая» звезда Вестерлунд 1-5, по мнению ученых, является второй звездой в бинарной паре, так как несет с собой все признаки данного процесса.

В общем и целом, ученые, на основе собранных данных о магнетаре в звездном скоплении Вестлунде-1, пришли к выводу, что очень быстрое вращение и передача массы между бинарными звездами является ключом к формированию редких нейтронных звезд, также известных как магнетары.

Когда гигантская звезда умирает, иногда она превращается в нейтронную звезду. Это крошечный шарик диаметром всего 20 км, который практически целиком состоит из нейтронов. Такие «мертвые» звезды обладают огромной плотностью и вращаются с невероятной скоростью. К примеру, лишь небольшая проба звездного вещества весит порядка 100 миллионов тонн.

Существует несколько разновидностей нейтронных звезд, среди которых особо выделяются магнетары. У обычных нейтронных звезд мощность магнитных полей чрезвычайно велика – примерно в 2 триллиона раз выше, чем на Земле. Но у магнетаров сила магнитного поля еще в 1000 раз больше!

Как результат, магнетары представляют собой одни из самых опасных космических объектов. Если человек случайно окажется на расстоянии 1000 километров от такой звезды, его тело моментально растворилось бы в пространстве, потому что мощнейшее магнитное поле тут же изменит последовательность атомов в организме. В дополнение к этому, магнетары подвержены так называемым «звездотрясениям» – аналогам землетрясений на Земле, с куда более серьезными последствиями. Излучение во время этого процесса уничтожило бы весь озоновый слой нашей планеты, случись звезде оказаться на расстоянии 10 световых лет (!) от нее. К счастью, ближайший к нам магнетар находится на расстоянии 9000 световых лет, а потому Земле ничего не угрожает. Пока.