Magnetar

Magnetar, manyetik alanı evrende bilinen en güçlü alanlar arasında olan ve ani, şiddetli X ışını ile gama ışını patlamaları yapan bir nötron yıldızı türüdür. Alanı, Dünya'nın manyetik alanından on trilyon ila bir katrilyon kat güçlü olabilir.

Nasıl oluşur?

Nötron yıldızları zaten güçlü bir manyetik alanla doğar, çünkü çöken çekirdek yıldızın manyetik alan çizgilerini sıkıştırır. Magnetarların ise bunun da çok ötesinde bir alanı vardır: yüzeyde yaklaşık on üzeri on üç ile on üzeri on beş gauss. Karşılaştırma için, Dünya'nın alanı yaklaşık yarım gauss, buzdolabı mıknatısı birkaç yüz gauss düzeyindedir. Magnetarın oluşumunu açıklayan en yaygın görüş, doğum anındaki çok hızlı dönüş ile yıldızın içindeki akışkan hareketlerinin bir "dinamo" gibi çalışıp alanı olağanüstü büyütmesidir. Bir başka olasılık, kütleli bir yıldızın çekirdeğindeki manyetik alanın zaten çok güçlü olması ve çöküşte korunmasıdır.

Bu alan yalnızca ölçülen bir sayı değildir; yıldızın kabuğunu etkiler. Manyetik gerilim sert kabuğu zamanla çatlatır. Bu çatlaklar "yıldız depremi" olarak yorumlanır ve bir anda büyük enerji salar. Bazı patlamalar kısa sürer, bazılarıysa çok daha güçlü "dev parlamalar" olarak görülür. Alan zamanla zayıflar; magnetarların etkin kalma süresinin on binlerce yıl düzeyinde olduğu düşünülür, sonrasında yıldız daha sakin bir nötron yıldızına dönüşür.

Örnekler

Bugüne kadar Samanyolu'nda ve komşu galaksilerde yaklaşık otuz magnetar bilinmektedir. 27 Aralık 2004'te SGR 1806-20 adlı magnetar, yaklaşık 42 bin ışık yılı öteden gelen bir dev parlama gösterdi. Bu parlama, Güneş Sistemi dışından kaydedilen en şiddetli gama ışını patlamalarından biridir; bir saniyenin onda birinde Güneş'in yaklaşık 150 bin yılda yaydığı enerjiden fazlasını saldı.

28 Nisan 2020'de, SGR 1935+2154 adlı magnetardan gelen bir patlama, aynı anda güçlü bir hızlı radyo patlamasıyla (FRB 200428) eşleşti. Bu, gizemli hızlı radyo patlamalarının en az bir kısmının magnetarlardan geldiğine dair en güçlü kanıtlardan biri oldu.

Tarihçe

Magnetar kavramını 1992'de Robert Duncan ile Christopher Thompson ortaya attı. Ellerindeki gizemli "yumuşak gama tekrarlayıcıları" (SGR) ve anormal X ışını atarcalarını açıklayabilecek bir model arıyorlardı. Fikir, 27 Ağustos 1998'de SGR 1900+14'ten gelen ve bazı uzay araçlarının algılayıcılarını doygunluğa ulaştıran şiddetli bir parlamadan sonra daha da ilgi gördü.

Magnetarlar, maddenin aşırı manyetik alanlardaki davranışını anlamak için eşsiz doğal laboratuvarlardır. Üstelik hızlı radyo patlamaları ve belki de bazı kısa gama ışını patlamalarıyla ilişkileri, bugün gökbilimin en canlı araştırma konularından birini oluşturuyor.

Magnetarlara bakmak, Dünya'daki laboratuvarlarda hiçbir zaman elde edilemeyecek koşulları görmektir. Bu kadar güçlü manyetik alanda boş uzay bile garip davranır: kuantum elektrodinamiğinin öngördüğü gibi, vakum çift kırılımlı bir ortama dönüşebilir ve ışığın kutuplanması değişir. 2022'de IXPE uzay teleskobu, bir magnetardan gelen X ışınlarının güçlü biçimde kutuplandığını ölçerek bu öngörüyle uyumlu sonuçlar verdi. Magnetarların yüksek enerjili patlamalarının nasıl başladığını anlamak, hem nötron yıldızı fiziğini hem de hızlı radyo patlamalarının kaynağını çözmenin anahtarı olarak görülüyor. Bilinen yaklaşık üç bin nötron yıldızı arasında onaylanmış magnetar sayısı otuz kadardır; her yeni patlama bu nadir nüfusu biraz daha tanımamıza yardım eder.

İlgili terimler

• Nötron yıldızı
• Atarca
• Hızlı radyo patlaması
• Gama ışını patlaması
• Süpernova