نجم مغناطيسي (Magnetar) هو نوع من النجوم النيوترونية تتميز ب حقل مغناطيسي قوي. تصل شدة الحقل المغناطيسي في هذه النجوم إلى حوالي 100 مليار تسلا. وهي أقوى بحوالي 100 مرة من الحقل المغناطيسي للنجم النيوتروني العادي.
يتسبب هذا المجال المغناطيسي الشديد في إصدار أشعة كهرومغناطيسية عالية الطاقة وعلى الأخص الأشعة السينية وأشعة غاما.[1]
و فكر العالمان الفيزيائيان روبرت دنكان وكريستوفر تومسون عام 1992 في صياغة نظرية لتفسير تلك الظواهر، وكان دنكان قد قام بتسجيل أول انفجار أشعة غاما يوم 05/03/1979 واعتبره نجما مغناطيسيا.[2]
ثم أصبح افتراض وجود النجوم المغناطيسية من الأمور المسلم بها خلال العقود التالية وهي تفسر نباضات غاما الضعيفة soft gamma repeater ونباضات أشعة إكس الشاذة anomalous X-ray pulsar.
اكتشف أول نجم مغناطيسي عام 1989.
وصفه
لم تدرس النجوم المغناطيسية بالقدر الكافي حتى الآن لقلة وجودها قريبة من الأرض. يبلغ قطر النجم المغناطيسي أو المغناطار نحو 20 كيلومتر ولكن كتلته تكون أكبر من كتلة الشمس. وكثافة النجم المغناطيسي عالية جدا بحيث يصل كتلة عقلة الإصبع منه نحو 100 مليون طن وتسمى مادته أحيانا نيوترونيوم.[1] ويدور النجم المغناطيسي بسرعة هائلة حول محوره حتى أنه ينهي دورة بين 1 و 10 ثوان.[3]
تصل بعض النجوم ذات كتلة أكبر من الشمس عند نهاية عمرها وتتحول إلى نجم مغناطيسي، ولا تبقى على تلك الحالة طويلا. فمجالهم المغناطيسي البالغ الشدة يتتضاءل خلال 10.000 سنة بعدما ينخفض معدل إصداره للأشعة السينية العالية الطاقة. وبحسب المشاهدة حتى الآن فتقدر بعض التقديرات وجود نحو 30 مليون نجما مغناطيسيا خامدا في مجرتنا مجرة درب التبانة.[3]
وعندما تحدث زلازل على سطح النجم المغناطيسي فإنها تتسبب في تغيرات للمجال المغناطيسي وتسبب بدورها ثورات إصدار أشعة غاما العالية الطاقة، وقد سجلت تلك الأحداث من الأرض في الأعوام 1979 و 1998 و 2004.[4]
نشأته
تنشأ النجوم النيوترونية من تقلص فئة معينة من النجوم خلال انفجار مستعر أعظم. ويصبح قطره نحو 10 إلى 20 كيلومتر، وينشأ له مجال مغناطيسي شديد قد يبلغ كثافة التدفق المغناطيسي له نحو لخطوط 108 تسلا. وهذا يتمشى مع قوانين الإلكتروديناميك والتي تنص على أن حاصل ضرب قطر وشدة المجال المغناطيسي خلال تقلص النجم (السالف) تبقى ثابت.
وبناء على قانون انحفاظ الزخم الزاوي تدور النجوم النيوترونية بعد تقلصها بدورة دوران في حدود المللي ثانية. وينشأ النجم المغناطيسي عندما تكون للنجم النيوتروني مجالا مغناطيسيا ودورة أقل من 10 مللي ثانية، وإلا فينتج نجما نيوترونيا فقط أو نباض. والسبب في ذلك أن مناطق الحمل في النجم النيوتروني الشديدة الكثافة، فهي تدور بعد التقلص مباشرة بسرعة تصل 10 مللي ثانية للدورة الواحدة. فإذا كانت دورة النجم أسرع من ذلك فإن التأثير الكهرومغناطيسي المماثل لعمل المولد الكهربائي يعمل على تحويل الطاقة الحركية لدوامات الحمل إلى طاقة مغناطيسية خلال 10 ثوان.
ينشأ عن ذلك مجال مغناطيسي مقداره 1011 تسلا أي أكبر نحو 1000 مرة من المجال المغناطيسي لنجم نيوتروني عادي. وتصل كثافة الكتلة الناشئة عن مثل كثافة الطاقة هذه طبقا لتكافؤ الكتلة والطاقة (E=mc2) إلى عدة عشرات الأطنان لكل سنتيمتر3. مثل هذا المجال المغناطيسي البالغ الشدة يغير شكل الفراع الكمومي، بحي يجعل الفضاء الخالي من المادة ذو معامل انكسار مزدوج.
فإذا كان محور المجال المغناطيسي مائلا بالنسبة إلى محور الدوران، عندئذ يشع النجم موجة راديوية دوريا لها طاقة تكون في حيز 108 ضعف لمجموع القدرة الإشعاعية للشمس. وتستخلص تلك الطاقة من طاقة الحركة الدورانية للنجم والتي تستهلك خلال 10.000 سنة، وتصبح دورة الدوران عدة ثوان. أما النباضات العادية فيقل معدل انخفاض دورتها الدورانية عن ذلك كثيرا ولذلك فهي تدور بسرعات أكبر كثيرا.
المراجع
- Ward; Brown lee, p.286
- Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (February 2003). "Magnetars". ساينتفك أمريكان; Page 35. نسخة محفوظة 14 أكتوبر 2014 على موقع واي باك مشين.
- "Magnetars, Soft Gamma Repeaters and Very Strong Magnetic Fields". Robert C. Duncan, University of Texas at Austin. 2003. مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 201523 مايو 2007.
- Kouveliotou, C.; Duncan, R. C.; Thompson, C. (February 2003). "Magnetars - تصفح: نسخة محفوظة 2007-06-11 على موقع واي باك مشين.". ساينتفك أمريكان; Page 36.
اقرأ أيضا
- انفجار أشعة غاما 090423
- انفجار أشعة غاما 971214
- انفجار أشعة غاما 080916C
- انفجار أشعة غاما 060218
- انفجار أشعة غاما 080319ب
- انفجار أشعة غاما 970228
- مستعر أعظم II
- مستعر أعظم نوع Ia
- مستعر أعظم
- مجرة حلزونية
- نجم
- مجرة
- قزم أبيض
- عملاق أحمر
- الانفجار العظيم
- خط زمني للانفجار العظيم
- ثقب أسود
وصلات خارجية
- Recording (and animation) of XTE J1810-197.
- Creation of magnetars solved Formed when the biggest stars explode
- NASA: "Magnetar" discovery solves 19-year-old mystery Citat: "...suggested a magnetic field strength of about 800 trillion [g]auss...").
- Robert C. Duncan, University of Texas at Austin: 'Magnetars', Soft Gamma Repeaters & Very Strong Magnetic Fields
- NASA Astrophysics Data System (ADS): Duncan & Thompson, Ap.J. 392, L9) 1992
- NASA Astrophysics Data System (ADS): Katz, J. I., Ap.J. 260, 371 (1982)
- NASA ADS, 1999: Discovery of a Magnetar Associated with the Soft Gamma Repeater SGR 1900+14
- Chryssa Kouveliotou, Robert C. Duncan, and Christopher Thompson, "Magnetars," Scientific American, Feb. 2003, pp. 34-41 (PDF)
- Robert C. Duncan and Christopher Thompson (June 10, 1992). "Formation of Very Strongly Magnetized Neutron Stars: Implications for Gamma-Ray Bursts". Astronomical Journal. 392 (1): L9–L13. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2019.
- Strange Pulsing Star Puzzles Astronomers - A magnetar found to emit radio waves, contrary to previous theories.
- 04/04/07: X-ray Satellites Catch Magnetar in Gigantic Stellar 'Hiccup'
- "Magnetars" (Paper on magnetar formation from March 1995 conference proceedings, suggesting that AXPs are magnetars.)
- موقع الكون