Mágnesek a tudomány számára
Ma bizonyítékunk van arra, hogy léteznek ezek a gigantikus mágneses mezővel rendelkező hipertenzív szörnyek.
1979. március 5-én a szovjet Venera 11 és 12 űrhajó átsodródott a Naprendszeren, miután néhány hónappal korábban két szondát ejtett a Vénusz mérgező légkörébe. Eddig az út békés volt. Hirtelen 15 órakor és UTC szerint 51 perckor a két hajó fedélzetén lévő sugárzási detektorok hirtelen gammasugárzást regisztráltak: milliszekundum töredékében telítettek radioaktivitás-érzékelőik. A két hajót éppen nagy energiájú sugárzás érte. Tizenegy másodperccel később a NASA Helios 2 űrszondáját sorra eltalálták. Nyilvánvaló, hogy egy sugárzási front söpört végig a Naprendszeren. A hullám elérte a Vénuszt, ahol megugrotta a Pioneer Venus Orbiter amerikai szonda detektorait. Másodpercekkel később a Földön volt. Az amerikai hadsereg által indított három Vela műhold, a Prognoz 7 szovjet gép és az Einstein röntgencsillagászati csillagvizsgáló műszerei víz alá kerültek. Futását folytatva megütötte a Nemzetközi Nap-Föld Intézőt.
A neutroncsillag avatarjai
Hét év telt el a gamma források megismétlésének „megkeresztelkedése” és az idő között, amikor ketten (R. Duncan és C. Thompson) javaslatot tettek egy modellre, amely ismerteti jellemzőiket. Végül 1998-ban C. Kouveliotou és csapata megfigyelési bizonyítékokat talált, amelyek megerősítik ezt a hipotézist, és megállapították, hogy az ismétlődő források egy bizonyos fajta neutroncsillagok. A neutroncsillagok a legsűrűbb objektumok, amelyekről ismerünk: a Napénál valamivel nagyobb tömeget tartalmaznak egy mindössze 20 kilométer átmérőjű gömbben. Amikor nagyon intenzív mágneses teret nyernek, még egzotikusabb tárgyakká, mágnesekké válnak.
Ezt a mérést megerősítette az a tény, hogy T. Cline által megjelölt helyen felfedezték egy nemrégiben megjelent szupernóva maradványait, vagyis egy 5000 évvel ezelőtt felrobbant csillag maradványait, amelyek meglepő egybeeséstől eltekintve biztosan az impulzus forrása volt. Mivel ez a forrás 1000-szer messzebb van, mint azt korábban gondolták, milliókkal is fényesebb lehetett, mint Eddington határa. El kellett képzelni egy kataklizmát, amely 0,2 másodperc leforgása alatt lényegében gamma-sugarak formájában szabadult volna fel, mint a Nap 10 000 év alatt. Csak fekete lyuk vagy neutroncsillag lehet. Az ismétlődő gammaforrás és a szupernóva maradványainak asszociációja megerősítette ezt a hipotézist, mivel általában azt gondolják, hogy ezek a kompakt csillagok akkor keletkeznek, amikor egy hatalmas csillag magjának elfogy az üzemanyaga, és hirtelen összeomlik saját súlya alatt, kiváltva ezzel a titán robbanás, amely a szupernóva. Ezen túlmenően a jel periodikus variációja valószínűtlenné tette a fekete lyuk hipotézisét, olyan objektumot, amelynek szerkezete nélkül nehéz felismerni, hogyan hozna létre ritmikus impulzusokat. Arra következtettünk, hogy a forrásnak neutroncsillagnak kell lennie. Ez azonban nem oldotta meg a talányt.
Az 1979. márciusi kataklizmát előidéző forrás utolsó kitörését 1983 májusában bocsátotta ki: ebből az irányból 19 év alatt semmi sem jutott el hozzánk. Két másik ismétlődő forrás, amelyek mind a Tejútrendszerben találhatók, 1979-ben váltak ismertté, és azóta is aktívak maradnak, több száz villanást kibocsátva. A negyedik ismétlődő gamma-forrást 1998-ban helyezték el. A négy tárgy közül három fiatal szupernóva-maradványhoz köthető. Közülük kettő masszív, fiatal csillagok nagyon sűrű halmazainak közelében is megtalálható, ami azt sugallja, hogy az ismétlődő gamma források hajlamosak olyan csillagokból kialakulni, amelyek végül szupernóvák. Az ötödik lehetséges ismétlődő forrás egyelőre csak két puffot küldött (helye még nem ismert).
Lavinák és földrengések
Úgy gondolják, hogy a pulzárok mágneses mezővel rendelkező neutroncsillagok. Ez a mágneses mező a csillag mélységében áramló elektromos áramokban gyökerezik, ezért a mező vonalai integrálódnak a forgó csillaggal. A rádióhullámok sugarait a mágneses pólusok bocsátják ki, és ha ezek a pólusok nem esnek egybe pontosan a forgástengellyel, akkor jeladóként söpörnek át az űrben, ami megmagyarázza a megfigyelt rádióimpulzusokat. Ezenkívül a pulzár alacsony frekvenciájú elektromágneses hullámokat és a forgó mágneses tér által felgyorsított töltött részecskék szélét is kibocsátja, amely energiájának és szögmomentumának egy részét felemészti, ezáltal mozgássebességének fokozatos csökkenését okozza.
A leghíresebb pulzár a Rák-köd pulzora, a szupernóva maradványa, amelyet a kínai csillagászok 1054-ben figyeltek meg. Ez a pulzár 33 milliszekundum alatt forog maga körül, és időszaka jelenleg 1, kb. 3 milliszekundummal meghosszabbodik évszázadban. Arra lehet következtetni, hogy születésekor rotációs ideje 20 milliszekundum volt. Ez a pulzár lassul, amíg a forgási sebessége túl alacsony ahhoz, hogy energiát bocsásson ki. Megmértük a legismertebb pulzárok lassulását, és úgy gondolják, hogy az elmélet szerint a mágneses tér erősségétől függ: minél erősebb a mező, annál erősebb a sugárzás és annál erősebb a pulzár. Arra a következtetésre jutunk, hogy a fiatal pulzárok mágneses tere 1012 és 1013 gauss között van (a mágnes, amely a bevásárló listát tartja a hűtőszekrény ajtaján, körülbelül 100 gauss mezőt eredményez).
A mező jele
Ez a modell azonban elhanyagolja az első kérdés megválaszolását: honnan származik a pulzár mágneses tere? Sokáig megelégedtünk azzal, hogy eredetét az őscsillag mezejére visszavezetjük. Igaz, hogy a csillagok gyenge mágneses térrel rendelkeznek, és ez a mező felerősíthető a csillag összenyomásával. Maxwell elektromágnesességi egyenletei szerint, ha egy tárgy felére csökken, mágneses terét négyszeresére erősítik. A hatalmas csillag szíve 10-szeresére zsugorodik születésétől a neutroncsillag kialakulásáig; ezért mágneses terét meg kell szorozni 10 10-rel. Így egy olyan csillagtól indulva, amelynek mezője az induláskor elég intenzív lett volna, a neutroncsillag kialakulásához szükséges összenyomás elegendőnek tűnt a pulzárok mágnesességének magyarázatához. Sajnos a csillag szívében lévő mágneses mező nem mérhető, és ez az egyszerű hipotézis nem tesztelhető. Ezenkívül jó okok vannak feltételezni, hogy ez a tömörítés nem magyaráz meg mindent.