Badania magnetara z niezwykle silnym polem magnetycznym

Obiekt ten, noszący nazwę SGR 0418+5729, jest magnetarem, czyli specyficzną odmianą gwiazdy neutronowej, która jest zapadniętym jądrem pozostałym po niegdyś bardzo masywnej gwieździe. Po wypaleniu całego dostępnego paliwa gwiazda ta wybuchła w postaci supernowej i zapadła się w sobie, tworząc niezwykle gęsty obiekt - zawierający materię gwiazdy wielkości Słońca w sferze o średnicy zaledwie 20 kilometrów.

Mała część gwiazd neutronowych żyje następnie życiem magnetarów - obiektów o niezwykle intensywnych polach magnetycznych, które powodują co pewien czas erupcje wysokoenergetycznego promieniowania.

SGR 0418+5729 zlokalizowany jest w naszej Drodze Mlecznej, w odległości około 6500 lat świetlnych od Ziemi. Po raz pierwszy zarejestrowano go w czerwcu 2008 roku przez orbitalne teleskopy: amerykańskiego Fermi oraz rosyjskiego Koronas-Foton. Nieco później obiekt ten wyemitował promieniowanie rentgenowskie oraz miękkie gamma. Od tamtej pory został przebadany przez wiele innych misji, m.in. XMM-Newton.

Na początku wydawało się, że SGR 0418+5729 charakteryzuje się jednym z najsłabszych znanych pól magnetycznych o sile około 6x10¹² Gausów, co czyniło ten obiekt około 100 razy słabszym od typowego magnetara. Naukowcy podejrzewali jednak, że badany obiekt może niejako ukrywać prawdziwą siłę swojego pola magnetycznego, którego pomiar i analiza standardowymi metodami mogła dawać zaniżone wartości.

Magnetary obracają się wokół własnej osi wolniej niż gwiazdy neutronowe, jednak wciąż są to wartości rzędu zaledwie kilku sekund na jeden pełny obrót. Określenie siły pola magnetycznego zazwyczaj odbywa się poprzez pomiar spadku tempa obracania magnetara. Trzy lata obserwacji SGR 0418+5729 pozwoliły naukowcom stwierdzić, że charakteryzuje się on słabym polem magnetycznym.

Jednak nowa technika pomiaru siły pola magnetycznego, oparta o wyszukiwanie wariacji w zakresie spektrum promieniowania X w ekstremalnie krótkich interwałach obrotu magnetara, całkowicie zmieniła pogląd naukowców na SGR 0418+5729. Nowa metoda, pozwalająca na analizę pola magnetycznego magnetarów w dużo bardziej szczegółowym zakresie, ujawniła, że obserwowany obiekt jest prawdziwym "magnetycznym potworem", charakteryzującym się w lokalnych miejscach na jego powierzchni polem magnetycznym o sile około 10¹⁵ Gausów.

Globalnie zatem pole magnetyczne SGR 0418+5729 jest stosunkowo słabe, jednak po lepszym przyjrzeniu się można odkryć, że lokalnie osiąga ono bardzo dużą siłę. Prostą analogią tego zjawiska są lokalne pola magnetyczne towarzyszące plamom na powierzchni naszego Słońca. Zmiana konfiguracji magnetycznej może spowodować zaniknięcie plamy i wygenerowanie flary, co w przypadku magnetara oznacza emisję promieniowania X.

Nowa metoda zostanie z pewnością wykorzystania niebawem do zbadania pól magnetycznych innych magnetarów, co pozwoli na lepsze zrozumienie tych tajemniczych obiektów.