WSTĘP

W dniu 05.03.1979r zdarzył najjaśniejszy błysk gamma jaki kiedykolwiek zaobserwowano. Był tak jasny, że zdołało go zarejestrować wszystkich 11 satelitów, które były wyposażone w choćby niewielkie detektory gamma. Dało to możliwość przeprowadzenia szczegółowej analizy i zrodziło nadzieję na lepsze zrozumienie natury błysków. Wkrótce jednak okazało się, że błysk ten był nie tylko najjaśniejszy lecz i nieco inny od wszystkich poprzednich błysków gamma. W ten sposób odkryto nową klasę obiektów zwanych z angielskiego SGR (Soft Gamma-ray Repeaters - "powtarzacze błysków na miękkich falach gamma").

Dzięki dużej liczbie satelitów, które zarejestrowało błysk z dnia 05.03.1979r udało się dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej określić jego pozycję. Okazało się, że źródło błysku znajduje się w mgławicy N49 w Wielkim Obłoku Magellana. Jako, że mgławica ta jest pozostałością po wybuchu supernowej od razu powstało przypuszczenie, że źródłem błysku może być gwiazda neutronowa, która z pewnością znajduje się we wnętrzu mgławicy. Poniższe zdjęcie prezentuje mgławicę N49 w promieniach X z zaznaczonym obszarem z którego pochodził błysk. Widać, że nie znajdował się on w centrum mgławicy lecz nieco z boku.

Zdjęcie mgławicy N49 wykonane na falach X

z zaznaczonym miejscem błysku gamma z dnia 05.03.1979r.

Zdjęcie mgławicy N49 w świetle widzialnym wykonane przez Teleskop Kosmiczny Hubble'a.

Sam błysk trwał kilkadziesiąt sekund - dość długo jak na błysk gamma. Dodatkowo duża część jego promieniowania przypadała na zakres promieni X - również nietypowo jak na błysk gamma. Inną cechą szczególną były regularne oscylacji jasności błysku w trakcie jego słabnięcia. To wszystko jest jednak niczym w porównaniu z faktem, że jak się okazało błyski tego samego obiektu co kilka lat się powtarzały (!!!). Warto wspomnieć, że do dziś nie potwierdzono powtórzenia się żadnego błysku gamma. Po dziś dzień zaobserwowano w sumie 4 błyski pochodzące z obszaru mgławicy N49, choć nie tak jasne jak ten pierwszy. Ostatni nastąpił w roku 1998 i jego wykres znajduje się poniżej. Widać na nim wspomniane oscylacje jasności z okresem ok. 5 sekund.

Zmiany jasności SGRa z dnia 27.08.1998r.

Widać pierwszy maksymalny pik i późniejsze okresowe oscylacje jasności (UWAGA! Skala wykresu na osi poziomej jest zmienna!).

Od tamtego czasu odkryto zaledwie 4 źródła powtarzających się błysków na miękkich falach gamma i nazwano je SGRami. Z pewnością nie mogą więc one tłumaczyć pochodzenia zwykłych błysków gamma, lecz stanowią odrębną grupę zjawisk.

Od czasu pierwszej obserwacji SGRa w 1979r poznano dość dokładnie ich naturę i wiemy, że pochodzą od nietypowych gwiazd neutronowych zwanych magnetarami.

Jak wiadomo gwiazdy neutronowe powstają podczas wybuchu supernowej. W trakcie takiej eksplozji masywna gwiazda kończy swój żywot - zewnętrzne jej warstwy są rozrywane i wyrzucane w przestrzeń kosmiczną (tworząc piękne mgławice), natomiast samo jądro gwiazdy zapada się, aż osiągnie rozmiary ok. 20 km. Takie ściśnięte jądro to właśnie gwiazda neutronowa. Jak wynika z dokładnych modeli wybuchu supernowych, w trakcie powstawania gwiazd neutronowych mogą czasami powstać takie warunki, że tworzy się ekstremalnie silne pole magnetyczne. Powstała w ten sposób gwiazda neutronowa o anormalnie silnym polu magnetycznym nazywa się magnetarem. Zdarza się to jednak bardzo rzadko, najwyżej w 1 przypadku na 10000. Najczęściej podczas wybuchu supernowej powstają zwykłe gwiazdy neutronowe lub pulsary, których pola magnetyczne, choć bardzo silne nie dorównują magnetarom. Natężenie pola magnetycznego magnetara może być nawet 1000 razy silniejsze niż natężenie pola zwykłego pulsara mimo, że jest ono z kolei miliony razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi.

Artystyczna wizja magnetara.

Niebieskie kreski symbolizują linie pola magnetycznego.

Podczas wybuchu supernowej, który jest bardzo gwałtownym zjawiskiem, powstałe magnetary często są rozpędzane do dużych prędkości (rzędu 1000 km/s). Sprawia to, że szybko opuszczają one miejsce swoich narodzin i to tłumaczy, czemu źródło SGRa z 1979r nie znajdowało się w centrum mgławicy, tylko na jej obrzeżu.

Jak można się domyśleć całe życie magnetara jest całkowicie zdeterminowane jego polem magnetycznym. Po pierwsze działa ono jak żagiel i szybko hamuje ruch wirowy gwiazdy. Podczas gdy zaraz po powstaniu magnetary mogą się obracać z tempem ponad 1000 razy na sekundę, to w ciągu krótkiego czasu zwalniają do "zaledwie" jednego obrotu na kilka sekund. Dla porównania pulsary, których pole magnetyczne jest dużo słabsze wyhamowują bardzo powoli i obserwuje się nawet takie, które nadal obracają się z okresem 0.001 sekundy (są to tzw. pulsary milisekundowe).

Pole magnetyczne magnetara nie jest w pełni stabilne. Cały czas powstają silne naprężenia pomiędzy nim a materią z której zbudowana jest gwiazda. W ciągu kilku-kilkunastu lat naprężenia te dochodzą do stanu krytycznego w którym następuje gwałtowna przebudowa magnetara. W trakcie tego zjawiska pole magnetyczne przechodzi do stanu o niższej energii, zaś powierzchnia gwiazdy może nawet "pękać" i zmieniać nieco strukturę oraz wystrzeliwać w przestrzeń wokół. Właśnie ta materia, która wydostaje się z powierzchni gwiazdy zaczyna silnie świecić na miękkich falach gamma i produkuje błysk. Całość trwa zaledwie minuty po czym od początku zaczynają powstawać nowe naprężenia, które za jakiś czas ponownie doprowadzą do błysku.

Szczegóły tego procesu ciągle są analizowane i powstają coraz to nowsze teorie na ten temat. Wiemy jednak na pewno, że takie błyski nie mogą trwać długo. Po prostu każdy błysk zmniejsza nieco energię pola magnetycznego magnetara, aż w końcu osiągnie ono natężenie typowe dla gwiazd neutronowych i błyski nie będą już produkowane.

Życie magnetara jest więc burzliwe i efektowne, lecz dość krótkie. Ocenia się, że w ciągu najwyżej setek tysięcy lat jego aktywność wygasa i staje się on zwykłą gwiazdą neutronową lub pulsarem.