마그네타

Magnetar
자기장 선이 있는 자기장에 대한 예술가의 개념
성단 내 강력한 마그네타에 대한 아티스트의 개념

마그네타는 매우9 강력한 자기장을 가진 것으로 믿어지는 중성자별의 한 종류이다111315.[1]자기장 붕괴는 고에너지 전자파,[2] 특히 X선과 감마선의 방출을 촉진한다.이러한 물체에 관한 이론은 1992년 로버트 던컨과 크리스토퍼 톰슨[de][3]에 의해 제안되었다.이 이론은 이후 Bohdan[4] Paczynski와 [5]그 제안자들에 의해 개발되었다.이 이론은 1979년 3월 5일 발견된 대마젤란 구름의 감마선 폭발과 우리 [6][7]은하 내에서 발생한 다른 덜 밝은 폭발을 설명하는 역할을 했다.이후 10년 동안 마그네타 가설은 연성 감마 리피터(SGR)와 비정상적인 X선 펄스(AXP)에 대한 가능한 설명으로 널리 받아들여졌다.2020년에는 마그네타에서 [8][9][10][11][12][13][excessive citations]고속 무선 버스트(FRB)가 검출되었습니다.

묘사

다른 중성자 별과 마찬가지로 마그네타는 지름이 약 20킬로미터(12 mi)이고 질량은 약 1.4 태양 질량을 가지고 있다.이들은 질량이 태양의 10~25배인 별이 붕괴하면서 형성된다.마그네타 내부의 밀도는 물질의 테이블 스푼이 1억 [2]톤 이상의 질량을 가질 정도로 높다.마그네타는 더 강한 자기장을 가지고 있고 그에 비해 더 느리게 회전함으로써 다른 중성자별과 구별된다.대부분의 마그네타는 2초에서 [14]10초마다 한 번씩 회전하는 반면, 일반적인 중성자별은 [15]1초에 한 번에서 10번 회전합니다.자석의 자기장은 X선과 감마선의 매우 강하고 특징적인 폭발을 일으킨다.마그네타의 활동 수명은 다른 천체에 비해 짧다.그들의 강한 자기장은 약 10,000년 후에 붕괴되고, 그 후 활동과 강한 X선 방출이 멈춘다.오늘날 관측 가능한 마그네타의 수를 고려할 때, 한 추정치는 우리 은하에서 비활성 마그네타의 수를 3천만 개 이상으로 추정합니다.[14]

마그네타 표면에서 발생한 지진은 마그네타를 둘러싼 자기장을 교란시켜 1979년, 1998년 및 [16]2004년에 기록된 매우 강력한 감마선 플레어 방출로 이어진다.

중성자별 유형(2020년 6월 24일)

자기장

마그네타는 최대 109~[17]10T의11 매우 강력한 자기장을 특징으로 합니다.이 자기장은 인간이 만든 [18]자석보다 1억 배 더 강하고 [19]지구를 둘러싼 자기장보다 약 1조 배 더 강력합니다.지구의 지자기장은 30~60마이크로테슬라이며, 네오디뮴 기반의 희토류 자석은 약 1.25테슬라이며, 자기 에너지 밀도는 4.0×10J5/m이다3.반면10 마그네타의 10테슬라장은 4.0×10J25/m의3 에너지 밀도를 가지며 E/c2 질량 밀도는 납의 10,000배 이상입니다.마그네타의 자기장은 대상 원자의 전자 구름을 왜곡시키는 강한 자기장으로 인해 1,000 킬로미터의 거리에서도 치명적일 수 있으며, 알려진 생명체의 화학을 [20]불가능하게 만든다.지구와 달 사이의 평균 거리인 384,400km(238,900마일)에서 마그네타는 [21]지구 상의 모든 신용카드의 자기 띠에서 정보를 제거할 수 있다.2020년 현재,[16][22] 그것들은 우주에서 발견된 가장 강력한 자성 물체이다.

2003년 2월의 Scientific American 표지 기사에서 기술된 바와 같이, 마그네타 강도의 자기장 안에서 놀라운 일들이 일어난다."X선 광자는 쉽게 둘로 쪼개지거나 합쳐집니다.진공 자체는 편광되어 마치 석회암 결정처럼 강한 복굴절이 됩니다.원자는 [6]전자의 양자상대론적 드 브로이 파장보다 얇은 긴 원통으로 변형됩니다."약5 10테슬라 장에서 원자 궤도는 막대 모양으로 변형된다.10테슬라에서10 수소 원자는 정상 [6]지름보다 200배 더 좁아진다.

자기장의 발생원

마그네타의 강한 장에 대한 지배적인 이론은 중성자별이 평형 형상으로 정착하기 전에 존재하는 난류, 극밀도 전도성 유체 중의 자기유체역학 발전 과정에서 비롯된다는 것입니다.이러한 장은 중성자 별(중성자가 질량에 의해 우세함) 내의 중간 깊이에 존재하는 물질의 양성자-슈퍼컨덕터 단계의 지속적인 전류로 인해 지속된다.유사한 자기유체역학 발전 과정은 중성자별 [23]쌍이 합쳐지는 동안 훨씬 더 강력한 과도장을 생성한다.하지만 다른 이론은 그것들이 단지 비정상적으로 높은 자기장을 [24]가진 별들의 붕괴에서 비롯된다는 것이다.

형성

스피처 우주 망원경으로 볼 수 있는 지름 7광년의 가스 주변 고리를 적외선으로 보여주는 마그네타 SGR 1900+14(이미지 중앙).마그네타 자체는 이 파장에서는 보이지 않지만 X선 빛에서는 볼 수 있습니다.

초신성에서 별은 중성자별이 되고, 자속 보존을 통해 그 자기장의 강도가 급격히 증가한다.선형 치수를 반으로 줄이면 자기장 강도가 4배 증가합니다.던컨과 톰슨은 새로 형성된 중성자별의 스핀, 온도, 자기장이 올바른 범위로 떨어지면 발전기 메커니즘이 작용하여 열과 회전 에너지를 자기 에너지로 변환하고 보통 이미8 엄청난 10테슬라인15 자기장을 10테슬라(또는 10가우스) 이상으로11 증가시킬 수 있다고 계산했다.결과는 마그네타입니다.[25]초신성 폭발 10개 중 1개는 보다 표준적인 중성자별이나 [26]펄서보다는 자기장을 발생시키는 것으로 추정된다.

1979년 발견

1979년 3월 5일, 금성 대기권으로의 인공위성 투하에 성공한 지 몇 달 후, 두 개의 무인 소련 우주 탐사선 베네라 11호와 12호는 동부 표준시 10시 51분경에 감마 방사선의 폭발을 맞았다.이 접촉으로 인해 두 프로브의 방사선 판독값이 초당 정상 100카운트에서 초당 200,000카운트 이상으로 1밀리초의 [6]몇 분의 1초 만에 상승했습니다.

이 감마선 폭발은 빠르게 계속 확산되었다.11초 후, 태양 주위를 돌고 있던 NASA의 탐사선 헬리오스 2호가 방사능의 폭발에 의해 포화되었다.그것은 곧 금성에 부딪혔고, 파이오니어 금성 궤도선의 탐지기는 파도에 의해 제압되었다.몇 초 후, 지구는 감마선의 강력한 출력이 3개의 미 국방부 벨라 위성, 소련의 프로그노즈 7 위성, 그리고 아인슈타인 천문대의 검출기를 침수시키는 방사능 파장을 받았다.파동이 태양계를 빠져나가기 직전에, 폭발은 또한 국제 태양-지구 탐사선을 강타했다.이 매우 강력한 감마선 폭발은 지금까지 발견된 태양 외 감마선 중 가장 강한 파장을 구성했다. 이는 지금까지 알려진 태양 외 폭발보다 100배 이상 강했다.감마선은 빛의 속도로 이동하고 펄스의 시간은 지구뿐만 아니라 여러 먼 우주선에 의해 기록되기 때문에 감마선의 선원은 약 2초의 [27]정확도로 계산될 수 있다.근원의 방향은 [16]기원전 3000년경에 초신성이 된 별의 잔해와 일치했다.이는 대마젤란 구름에 있었고, 발생원의 이름은 SGR 0525-66이었다. 이 이벤트 자체는 최초로 관측된 SGR 메가플레어인 GRB 790305b로 명명되었다.

최근의 발견

마그네타에[28] 의한 감마선 폭발과 초신성에 대한 아티스트의 인상

2008년 2월 21일, NASA와 맥길 대학의 연구원들이 자기장처럼 자기력을 가진 폭발을 방출하는 전파 펄서의 성질을 가진 중성자별을 발견했다고 발표했다.이는 마그네타가 펄서의 희귀한 형태일 뿐만 아니라 일부 [29]펄서의 일생에서 (가능성이 있는) 단계일 수도 있다는 것을 암시합니다.2008년 9월 24일, ESO는 ESO의 초거대 망원경을 사용하여 지금까지 발견된 최초의 광학 활성 마그네타 후보라고 발표했다.이번에 발견된 물체는 SWIFT J195509+261406으로 [30]명명됐다.2014년 9월 1일, ESA는 초신성 잔해 케스텐 79에 가까운 마그네타 소식을 발표했다.유럽과 중국의 천문학자들은 3XMM J185246.6+003317이라는 이름의 이 마그네타를 2008년과 [31]2009년에 찍은 사진을 보고 2013년에 발견했다.2013년에는 궁수자리 A*계의 블랙홀 주위를 도는 자기장 PSR J1745-2900이 발견되었다.이 물체는 은하 중심을 향해 이온화된 성간 매체를 연구하는 데 유용한 도구를 제공합니다.2018년 두 중성자별의 병합 결과는 초질량 자기장으로 [32]밝혀졌다.

2020년 4월, 우리은하에 [11][12][13][33][34]위치할 가능성이 있는 자기장 SGR 1935+2154의 관측에 기초하여 고속 전파 폭발(FRBs)과 마그네타 사이의 가능한 연결이 제안되었다.

알려진 마그네타

2004년 12월 27일, SGR 1806-20의 감마선 폭발이 태양계를 통과했다(예술가의 구상).폭발은 매우 강력해서 약 5만 광년의 범위에서 지구 대기에 영향을 끼쳤다.

2021년 7월 현재 24개의 마그네타가 알려져 있으며,[17] 6개의 후보가 확인 대기 중이다.전체 목록은 McGill SGR/AXP 온라인 [17]카탈로그에 나와 있습니다.알려진 마그네타의 예는 다음과 같습니다.

  • SGR 0525-66 지구로부터 약 163,000광년 떨어진 대마젤란 구름에서 최초 발견(1979년)
  • SGR 1806-20은 지구에서 50,000광년 떨어진 궁수자리의 은하수 반대편에 위치해 있으며 알려진 것 중 가장 자기화된 물체입니다.
  • 물병자리에서 20,000광년 떨어진 곳에 있는 SGR 1900+14.장시간 저배출량(1979년과 1993년에만 상당한 폭발) 후 1998년 5월부터 8월까지 활성화되었으며 1998년 8월 27일에 검출된 폭발은 손상을 방지하고 Beppo SAX, WIND 및 RXTE의 계측기를 포화시키기 위해 NEAR Shoemaker를 정지시키기에 충분한 힘을 발휘했다.2008년 5월 29일, 나사의 스피처 우주 망원경은 이 마그네타 주변에서 물질 고리를 발견했습니다.이 링은 1998년 [35]버스트에 형성된 것으로 생각된다.
  • SGR 0501+4516은 [36]2008년8월 22일에 검출되었습니다.
  • 1E 10481-5937, 용골자리로부터 9,000광년 떨어진 곳에 있습니다.마그네타가 생성된 원래 별은 태양의 30배에서 40배의 질량을 가지고 있었다.
  • 2008년 9월 현재 ESO는 처음에 마그네타로 식별된 물체 SWIFT J195509+261406을 감마선 버스트(GRB 070610)[30]로 식별했다고 보고하고 있다.
  • CXO J164710.2-455216. 질량이 40 태양 [37][38][39]질량을 넘는 별에서 형성된 거대 은하단 웨스터룬드 1에 위치한다.
  • 스위프트 J1822.3 Star-1606은 2011년 7월 14일 마드리드와 카탈로니아에서 CSIC의 이탈리아와 스페인 연구자들에 의해 발견되었다.예측과는 달리 이 마그네타는 낮은 외부 자기장을 가지고 있으며 50만 [40]년 정도 젊을지도 모릅니다.
  • ESA의 XMM-Newton X선 [41]망원경의 데이터를 보고 있는 국제 천문학자 팀에 의해 발견된 3XMM J185246.6+003317.
  • SGR 1935+2154는 2020년 4월 28일 한 쌍의 발광 무선 버스트를 방출했다.이것들이 빠른 전파 폭발의 은하계 사례일 수도 있다는 추측이 있었다.
  • 2020년 3월에 검출된 X선 버스트 스위프트 J1818.0-1607은 전파 펄서로 알려진 5개의 마그네타 중 하나이다.그것이 발견되었을 때,[42][43] 그것은 240년 밖에 되지 않았을지도 모른다.
마그네타-SGR J1745-2900
Magnetar-SGR1745-2900-20150515.jpg
우리 은하 중심에 있는 초질량 블랙홀 궁수자리 A*에서 매우 가까운 곳에서 발견된 마그네타

밝은 초신성

비정상적으로 밝은 초신성은 쌍불안정 초신성(또는 맥동쌍불안정 초신성)으로 매우 큰 별들의 죽음으로 인해 발생하는 것으로 생각됩니다.하지만 천문학자들에 의한 최근의[44][45] 연구는 새로 형성된 마그네타에서 주변 초신성 잔해에 방출된 에너지가 SN 2005ap과 [46][47][48]SN 2008과 같은 가장 밝은 초신성의 원인일 수 있다고 추정했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

특정한
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