9. Magnetary
Každý zná magnety pro připevnění obrázku na lednici. Přemýšleli jste ale někdy nad tím, jaké největší magnety existují v přírodě? Jde o magnetické hvězdy, kterým říkáme magnetary. Velikost jejich pole se vymyká jakýmkoli představám. Magnetka na lednici má pole o indukci asi setiny tesla. Nejsilnější pole dosažitelné v laboratoři má hodnotu tisíc tesla. V magnetarech má ale pole hodnotu až jednoho bilionu tesla.
V těchto extrémních polích můžeme očekávat zcela nové fyzikální jevy. Podle současných znalostí budou samotné atomy protažené ve směru pole v poměru 100:1, molekuly vytvoří polymerní struktury, vakuum bude vykazovat dvojlomné vlastnosti podobně jako krystaly islandského válence. Obraz vzdálené galaxie procházející takovým prostředím bude silně deformován a za jistých podmínek se magnetar projeví jako magnetická čočka. Magnetary jsou jediné objekty ve vesmíru, u kterých tyto exotické jevy můžeme studovat!
A jak vůbec magnetar vznikne? Když umírá velmi hmotná hvězda, zakončí svou životní dráhu grandiózní explozí. Tomuto jevu říkáme supernova. Po bývalé hvězdě zůstane mlhovina a v jejím středu buď neutronová hvězda nebo černá díra. A právě neutronové hvězdy se mohou přeměnit v magnetar. Stačí jediné: aby při svém vzniku velmi rychle rotovaly. Rychle rotující kapalná koule o průměru přibližně 50 kilometrů se začne chovat jako magnetické dynamo, které vytvoří extrémně silné magnetické pole a přemění neutronovou hvězdu v magnetar. Celý jev trvá pouhých 10 až 20 sekund, ale vzniklé magnetické pole se ve hvězdě udrží po desítky tisíc let.
Na první pohled by se zdálo, že magnetary jsou nejrychleji rotující neutronové hvězdy. Opak je ale pravdou. Extrémně silné pole zbrzdí magnetar natolik, že bude už krátce po svém vzniku rotovat mnohem pomaleji než obyčejné neutronové hvězdy.
Magnetar je prvních několik desítek tisíc roků po svém vzniku zdrojem intenzivního rentgenového záření. Září jak jeho extrémně horký povrch, tak nabité částice rotující podél magnetických siločar.
Na povrchu všech neutronových hvězd se z atomárních jader vytvoří krystalická mříž a vznikne zhruba kilometr tlustá pevná kůra. Ta je u magnetarů vystavena enormním tlakům magnetického pole, které tuto kůru prostupuje. Pole magnetaru nemá minimální možnou energii. Magnetar se proto snaží co nejrychleji do stavu s minimální energií dostat. Jeho silokřivky se stáčí, přetrhávají a opětovně spojují, což je doprovázeno opakujícím se praskáním kůry, tzv. magnetotřesením. Energii magnetického pole převezmou nabité elektrony a protony. Pole je tu natolik silné, že nedovolí těmto částicím opustit magnetar. V místě přepojení siločar se objeví žhavá koule elektronů a protonů, která ztrácí energii zářením. Vznikne rentgenový až gama záblesk. Nepravidelně se opakující záblesky u mladých magnetarů byly pozorovány od roku 1979. Bouřlivá perioda hledání stavu s minimální energií magnetického pole nemůže trvat déle než 20 tisíc roků.
V některých situacích může být energie nahromaděná v magnetickém poli natolik veliká, že dojde ke kompletní změně topologie pole a popraskání kůry ve velkém měřítku. Tomuto jevu říkáme katastrofická rekonekce. Vede k obřímu gama záblesku, jehož okamžitý výkon je větší než zářivý výkon všech hvězd v celé naší Galaxii. Takové obří záblesky magnetarů byly pozorovány zatím jen tři: v letech 1979, 1998 a 2004. První z nich byl sledován ve Velkém Magellanově mračnu, trpasličí galaxii ve vzdálenosti 157 000 světelných roků, druhé dva přímo v naší Galaxii. Přístroje všech dostupných družic a sond byly v okamžiku záblesku zahlceny natolik, že maximum signálu bylo mimo jejich měřící možnosti.
Podle stávající teorie je magnetarů v naší Galaxii enormní množství, snad milion. Z tohoto milionu jsme jich ale poznali jen dvě desítky. Vidíme totiž jen magnetary v jejich aktivní fázi, kdy v prvních 20 000 letech života vysílají opakované záblesky a hledají stav s minimální energií. Poté se magnetar stane poklidným pozůstatkem bývalé hvězdy a navždy se odmlčí.