1979 m. kovo 5 d. rusų zondus „Venera 11“ ir „Venera 12“ trumpam perskrodė gama spindulių pluoštas, o po 11 sekundžių „kliuvo“ ir Vokietijos ir NASA zondui „Helios 2“. Radiacijos lygis buvo pakilęs tūkstančius kartų. Dar po kelių sekundžių gama spinduliai pasiekė Žemę. Nustatyta, kad šio pliūpsnio stiprumas buvo apie 100 kartų intensyvesnis nei bet kuris registruotas anksčiau ir truko tik 0,2 sek. To reiškinio niekas nepajuto, Žemės atmosfera apsaugojo nuo jų poveikio. Ir laimei, visi 10-mt kosminiai aparatai liko nepažeisti (apie gama žybsnius papildomai skaitykite >>>>>).

Vidas Valaitis. Žvaigždžių rinkėjai

Nakties soduose
Žvaigždynų obelys pražydo.
Už ąžuolo,
Paženklinto žaibų, susėdę
Vaisius žvaigždėtus valgom
Ir vynu užgeriam žaliu.
Pražilę paukščiai gieda
Mums žilas giesmes.
Paskui pasikeliam
Į ąžuolo viršūnę,
Išplaukusią mėnulio dulkių jūroj, -
Žvaigždes visas nuraškom,
Į Grįžulo Ratus sukraunam
Ir išvežam į rytą.

Iš paskos atsklido žemesnės energijos arba „minkštesni“ gama spinduliai, palaipsniui išblėsę per 3 min. Jie osciliavo 8 sek. dažniu. O po 14,5 val. kitas, tačiau silpnesnis rentgeno spindulių pluoštas atsklido iš tos pačios dangaus vietos. Per kitus 4 m. E. Mazecas¹⁾ iš St. Peterburgo su bendradarbiais nustatė dar 16 skirtingo intensyvumo pluoštų, atkeliaujančių ta pačia kryptimi. Iki tol nebuvo toks reiškinys nebuvo stebėtas. Kurį laiką juos registravo šalia gama spindulių pluoštų (GRB), nors šie daug kuo nuo jų skiriasi. 9 dešimtm. viduryje K.C. Hurley³⁾ nustatė, kad panašūs pluoštai ateina ir iš kitų dviejų dangaus taškų. Šaltiniai kartojosi, skirtingai nuo GRB, ir 1986 m. liepą tie trys šaltiniai pradėti žymėti SGR (minkštų gama [spindulių] repyteriai).

Paaiškinimas atsirado tik jungiant tą reiškinį su kita dangaus mįsle, AXP, anomaliniais rentgeno spindulių pulsarais. Kartu tampa aiškesnė ir neutroninės žvaigždės (NŽ) samprata. Tai tankiausios žvaigždės, kuriose Saulės masė suspausta maždaug į 20 km skersmens rutulį. Atrodo, kad kai kurios NŽ tokį stiprų magnetinį lauką, kad iš pagrindų pakeičia materiją ir jas supančio kvantinio vakuumo būvį.

Dėl ypatingo 1979 m. pluošto stiprumo, iš pradžių pamanyta, kad jo šaltinis yra mūsų galaktikoje, kažkur už kelių šimtų šviesmečių. Tada jūsų intensyvumas būtų ties maksimaliu galimu žvaigždės ryškumu, kurį pirmąkart 1926 m. nurodė Arthur Eddington'as. Tai spinduliavimas, praeinantis pro išorinį žvaigždės sluoksnį. Jei spinduliavimas taptų didesnis už maksimalų ryškumą, jis nupūstų jonizuotą materiją ir žvaigždė taptų nestabili. Buvo spėta, kad pluoštą galėjo sukelti NŽ susidūrimas su kokiu materialiu objektu, asteroidu ar kometa.

Tačiau stebėjimai netruko paneigti šią hipotezę. Th. Lytton Cline⁴⁾ iš NASA su bendradarbiais nustatė, kad 1979 m. pluošto kryptis yra link Didžiojo Magelano debesies, nedidelės galaktikos, esančios už 170 tūkst. šviesmečių, o konkrečiau, šaltinio pozicija sutampa su jaunos supernovos, sprogusios prieš 5000 m., liekanomis. Tai SGR šaltinį nutolino bent 1000 kartų ir padarė milijonus kartų ryškesnius, nei Edingtono riba. Per 0,2 sek. buvo išlaisvinta tiek energijos, kiek Saulė per 10 tūkst. metų.

Jokia įprasta žvaigždė negali generuoti tokio energijos kiekio, tad šaltiniu galėjo būti tik nestandartinis kūnas, tarkim, juodoji skylė arba NŽ. Pirmoji buvo atmesta dėl 8 sek. moduliacijos – juodoji skylė yra objektas be savybių ir negali užtikrinti pasikartojančių pulsų. Sutapimas su supernovos liekanomis sustiprino galimą sąryšį su NŽ. Laikoma, kad NŽ susidaro, kai masyvios žvaigždės sudegina savo kurą ir visa jų masė sukrenta veikiama svorio.

Tačiau SGB (Soft Gamma Burst) šaltinio tapatinimas su NŽ neišsprendė problemos. Žinomos NŽ supernovų vietoje yra radijo pulsarai. 1979 m. atveju šaltinis turėjo suktis gerokai lėčiau nei bet kuris žinomas pulsaras. Taip pat keista, kad žvaigždė buvo ne supernovos centre. Jei ji būtų centre, tada turėjo įsisukti maždaug 1000 km/s greičiu, kas neįprasta NŽ. Be to, anksčiau stebėti x-spindulių pluoštai, atsklindantys nuo NŽ, niekada smarkiai neviršydavo Edingtono ribos.

Paskutinis pluoštas iš 1979 m. šaltinio registruotas 1983 m. gegužę. Kiti du SGB šaltiniai, abu mūsų Paukščių tako galaktikoje, pasibaigė 1979 m., tačiau liko aktyvūs generuodami šimtus pluoštų. Ketvirtasis SGB (SGR 1900+14) užfiksuotas 1998 m. Trys iš 4 siejami su jaunomis supernovomis; du jų randasi netoliese labai tankių jaunų masyvių žvaigždžių spiečių. Penktasis SGB kandidatas pasireiškė tik dukart ir jo pozicija nenustatyta. 2013-14 m. nustatyti dar du SGB (SGR J1745-2900 ir SGR 1935+2154), abu Paukščių take.

Radijo pulsarų pėdsaku

Daugiau apie pulsarus: Pulsarai ir dvinarės žvaigždės

Visuotinai priimta laikyti, kad radijo pulsarai yra labai greitai besisukančios įsimagnetinusios neutroninės žvaigždės (NŽ). Radijo bangų pluoštai sklinda iš magnetinio lauko polių ir nušvilpia besisukdami per erdvę – tarsi švyturio šviesos. Pulsaras taip pat skleidžia įelektrintų dalelių vėją bei žemo dažnio elektromagnetines bangas. Dėl to NŽ sukimasis lėtėja. Žinomiausias pulsaras yra Krabo ūke²⁾, tai 1054 m. stebėtos supernovos liekanos. Pulsaro sukimosi periodas yra 33 milisekundės ir jis sulėtėja po 1,3 ms kas šimtmetis. Taigi, pradžioje jo sukimosi periodas buvo 20 ms. Mokslininkai mano, kad jis toliau lėtės ir pasieks tokį lygį, kai negalės skleisti radijo bangų.

Kyla klausimas – o iš kur atsiranda NŽ magnetinis laukas? Tradicinė nuostata yra: jis yra, nes buvo. T.y., Magnetinis laukas yra žvaigždės iki tapimo supernova reliktas. Visos žvaigždės turi silpną magnetinį lauką, kuris gali sustiprėti susispaudžiant žvaigždei. Pagal Maksvelo lygtis, įmagnetintam objektui sumažėjus du kartus, jo magnetinis laukas sustiprėja 4 kartus. NŽ susidarant jos skersmuo sumažėja 10⁵ kartų, tad jos magnetinis laukas sustiprėja 10¹⁰ kartų. Tik gaila, kad šios hipotezės negalima patikrinti, nes negalima išmatuoti žvaigždės vidinio magnetinio lauko stiprumo.

Be to, masyvios žvaigždės medžiagai sukrentant, magnetinis laukas gali ypatingai sustiprėti dėl medžiagos judėjimo, kurį įrodo kompiuterinė simuliacija – naujos NŽ temperatūra būna per 30 mlrd. K, susitraukimas baigiasi po 10 sek. Tad, laikant, kad apie 10% to proceso kinetinės energijos virsta magnetiniu lauku, šio stiprumas gali pasiekti 10¹⁵ gausų, o tai per 1000 kartų daugiau nei daugelio radijo pulsarų magnetinio lauko stiprumas. Ar dinamo efektas veikia visuotinai ar tik atskirose srityse priklauso nuo žvaigždės sukimosi santykio su medžiagos sukritimo greičiu. Tad NŽ, besisukanti greičiau nei 10 sek. sukritimo laikotarpis, gali sukurti ultrastiprų magnetinį lauką. 1992 m. tokios NŽ buvo pavadintos magnetarais. Vienas spėjimų yra, kad radijo pulsarai yra NŽ, kuriose visuotinės dinamo liovėsi veikti.

Viršutinė NŽ riba yra 10¹⁷ gausų. Už šios ribos srautai žvaigždės viduje gali susimaišyti ir laukas išsisklaidyti. Visatoje nerasta stipresnį magnetinį lauką turinčių kūnų. Žemės magnetinis laukas yra apie 30-60 mikroteslų, o klinikose naudojamų magnetinio rezonanso skenerių sukuriamas laukas apie 1-2 teslos, tuo tarpu magnetarui jis siekia 100 mlrd. teslų. Tad šalia magnetaro atsidūrusiam žmogui toks laukas būtų pražūtingas, nes vanduo labai gerai sugeria magnetines bangas ir veikiamas labai stipraus magnetinio lauko jos atsiskiria viena nuo kitos. Saugus atstumas žmogui būtų bent 1000 km.

1987 m. astrofizikai Robertas Duncan’as ir Christoferis Thomson’as iškėlė teoriją apie galimą magnetarų egzistavimą. Bet ja buvo nelengva įtikinti kolegas. Kai ją pirmąkart 1992 m. pristatė konferencijoje, jų pranešimui tebuvo skirtos 3 min. O 1998 m. 5-ių dienų trukmės seminare R. Dunkano pranešimas buvo paskutinis, kai dauguma dalyvių jau ruošėsi išeiti. Bet vis tik netrukus buvo užfiksuota pliūpsnių, patvirtinančių jų hipotezes. Du NŽ tipai 1. Manoma, kad dauguma NŽ susidarė iš masyvių žvaigždžių (8-20 Saulės masių). 2. Tokios žvaigždės miršta 2 tipo supernovos sprogimu, kai žvaigždės medžiaga sukrenta į tankų rutulį. A3. Jei nauja NŽ sukasi pakankamai greitai, ji sukuria galingą magnetinį lauką. Žvaigždės viduje ML linijos būna išsikraipę, o išorėje tiesios. A4. Magnetaras sudarytas iš aiškiai atsiskiriančių sluoksnių, ir per polius gali skleisti siaurą radijo bangų spindulį. A5. Seni magnetarai atvėsta ir praranda didelę dalį magnetizmo. Jie skleidžia nedaug energijos. B3. Jei nauja NŽ sukasi lėtai, ji nepasiekia magnetarų lygio. B4. Tokios NŽ yra vėsesnės nei magnetarai ir skleidžia platų radijo bangų spindulį, nesunkiai aptinkamą radijo teleskopų. B5. Seni pulsarai visai atvėsta ir neskleidžia jokių radijo bangų.

Per 5000 m. 10¹⁵ gausų stiprumo laukas gali žvaigždės apsisukimo periodą sumažinti iki 8 sek. Kartu laukas keičia formą, kai elektros srovė teka lauko linijomis žvaigždės išorėje. Taipogi, magnetinio lauko linijos, išeidamos pro standžią magnetaro plutą, išlinksta ir tampo plutą. Tai papildomai kaitina žvaigždę ir kartais priverčia žvaigždės plutą plyšti sukeliant milžinišką „NŽ drebėjimą“. Tuo metu išsilaisvinusi magnetinė energija sukuria tankų elektronų ir pozitronų debesį, o taip pat minkštųjų gama spindulių pliūpsnį – nuo ko ir kilo SGB pavadinimas.
Pvz., 2004 m. gruodžio 27 d. Rusijos „Coronas-F“ palydovas su gama spindulių detektoriumi užfiksavo nepaprastai galingą energijos pliūpsnį – per 0,2 sek. iš SGR 1806-20, esančios Šaulio žvaigždyne, buvo išspinduliuota daugiau, nei Saulė per 250 tūkst. m. Kadangi šaltinį nuo palydovo tuo metu užstojo Žemė, tai buvo registruotas Mėnulio atspindėtas spinduliavimas.

Gerokai rečiau magnetinis laukas pasidaro nestabilus ir persitvarko. Panašūs reiškiniai, tik mažesni, vyksta ir mūsų Saulėje, sukeldami žybsnius. Magnetaras turi pakankamai energijos tokios galios žybsniui, koks stebėtas 1979 m.

Šiai teorijai problemas sukelia tai, kad kvantinės elektrodinamikos slenkstis tėra 4 x 10¹³ gausų. Stipresniuose laukuose vyksta keisti dalykai. Rentgeno spindulių fotonai lengvai skyla į du arba susijungia. Pats vakuumas tampa poliarizuotas, tampantis trapiu, tarsi kalcito kristalas. Atomai deformuojasi į ilgus cilindrus plonesnius nei kvantinės mechanikos bangos ilgis. Todėl tokį aiškinimą palaiko nedaug fizikų.

Sutelkti bandymai stebėti magnetarus naudojant radijo ir infraraudonųjų spindulių teleskopus leido nustatyti, kad visi 4 SGB tebeskleidžia energiją, nors ir silpnai, ir tarp „žybsnių“. AXP Kasiopėjos galaktikoje yra pirmasis, kurį tikimasi pamatyti matomame spektre. 2002 m. jis, nors ir labai blankus, buvo stebėtas pulsuojant skleidžiamu rentgeno spindulių dažniu. Tad spėjama, kad AXP irgi gali būti magnetarai, nors jie ir jaunesni, nei SGB.

Papildoma literatūra:

1. N. Gehrels, L. Piro, P.J. Leonard. The Brightest Explosions in the Universe// Sci. Am., Dec. 2002
2. R.C. Duncan, Ch. Thompson. Formation of Very Strongly Magnetized Neutron Stars...// Astronomical J., vol. 392, no 1, Jun. 10, 1992
3. J.N. Winn. The Life of a Neutron Star// Sky & Telescope, vol. 98, no 1, Jul. 1999

Parengė Cpt.Astera's Advisor

¹⁾ Eugenijus Mazecas (1929-2013) – rusų astrofizikas, A.F. Jofės instituto eksperimentinės astrofizikos skyriaus vadovas, žinomas gama spinduliavimo ir kosminės erdvės sandaros tyrinėjimais.
Maždaug 7-o dešimtm. pradžioje sukūrė vieną geriausių prizminių beta spektrometrų, iki šiol naudojamą radioaktyvių branduolių skilimo tyrimuose. Sukūrė aparatūrą, kurios įrengtos palydovuose „Kosmos-135” ir „Kosmos-163” (1966-67), pagalba įrodyta, kad aplink Žemę nėra dulkių debesies. 1986 m. „Vega” projekto apimtyje atliko sėkmingus Halio kometos dulkių apvalkalo tyrimus.
Kita veiklos kryptis susijusi su žemų energijų gama spinduliavimo tyrimais. Tam sukūrė daugiakanalį gama spektrometrą su vidine atmintimi, kuriuo tyrė spinduliavim1 30 KeV- 4,1 MeV diapazone palydovuose „Kosmos“ (135, 163, 461). Įgyta patirtis leido sėkmingai tirti 1979 m. aptiktus naujo tipo šaltinių gama pliūpsnius. E. Mazeco grupės sukurta aparatūra KONUS buvo įrengta amerikiečių zonde „Wind“, startavusiame 1994 m., 18 m. stebėjusio visą dangaus plotą. Užregistruota apie 3000 minkštų gama pliūksnių. Įdomus yra SGR 1806-20 šaltinio pliūpsnio registravimas 2009 m., kurį atliko „Koronas-F“ palydovas. Žemė ekranavo šaltinį, tad buvo užregistruotas jo atspindys nuo Mėnulio.

²⁾ Krabo ūkas (M1, NGC 1952, Taurus A)) – 1054 m. supernovos SN 1054 liekanos Tauro žvaigždyne maždaug 6500 švm. atstumu. Jo centre yra apie 28-30 km skersmens pulsaras (NP 0532, neutroninė žvaigždė) su 0,0331 sek. periodu, skleidžiantis stiprų rentgeno spinduliavimą. Sprogimo metu kinų ir arabų šaltiniai nurodė, kad dienos metu žvaigždė buvo matoma 23 d. Ūką 1731 m. atrado Dž. Bevis, o 1758 m.- Š. Mesjė. Pavadinimą 1844 m. suteikė pagal lordo Roso V. Parsonso piešinį, nes forma primena krabą.
Krabo ūkas sutinkamas daugelyje kūrinių, kompiuterinių žaidimų ir kitur.
Išsamiau skaitykite Mįslingasis Krabo ūkas

³⁾ Kevin Hurley - 15 m. dirbo Prancūzijoje, tada grįžo į Kalifornijos un-to Space Sciences laboratoriją. Skyrė dėmesį gama spindulių pliūpsnių ir magnetarų tyrimams, vadovavo NASA,  ESA ir Rusijos kosminių stočių tinklo su detektoriais, leidžiančio nustatyti šaltinius pagal trianguliaciją, projektui.

⁴⁾ Tomas Litonas Klainas (Thomas Lytton Cline, g. 1932 m.) - amerikiečių mokslininkas astrofizikas, gimęs Kinijoje, dirbantis NASA Goddard’o kosminių skrydžių centre ir tiriantis misijas, leidžiamas iš balionų, raketų ir kosminių zondų. Buvo GRB stebėjimo tinklo organizatoriumi, aptiko pirmojo SGB šaltinį (1979). Yra aviacijos entuziastas, pilotas ir orlaivių konstruktorius.

Papildomai skaitykite:
Sprogimai Visatoje
Rentgenas Visatai
Kosminiai spinduliai
Torsioniniai laukai
Žvaigždės tebegimsta
Tarpžvaigždinės dujos
Besiplečianti Visata
Apnuoginti singuliarumai
Paralaksas: matavimai kosmose
Pulsarai ir dvinarės žvaigždės
Kai susiduria galaktikos...
Juodųjų skylių portretas
Mūsų palydovo kilmės klausimai
Raudonojo poslinkio kilmė
Stivenas Hokingas – nenurimstantis invalidas
Kas padėjo tamsiosios materijos supratimui
Artileristas, atradęs sustingusį laiką
Naujos galimybės žvaigždėlaivio pavarai
Higso bosonas: labai prasta balerina
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Nepaprastai masyvios ir ryškios
Oriono ūkas: kur gimsta žvaigždės
Išsiderinusi kosmoso muzika
Tolimojo poveikio reiškinys
Nepaprasti Visatos skaičiai
Jie buvo pirmeiviais...
Juodųjų skylių portretas
Stabilios būsenos teorija
Antigravitacijos paieškos
Mįslingasis Krabo ūkas
Pakeliui į Saturną
Mūšis dėl Veneros
Holografinė visata
Tamsioji materija
Kur jie slepiasi?
"Galileo" misija
Visatos modeliai
Triukšmai

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life. Review of our site in English

NSO.LT skiltis
Vartiklis