ROSAT (Roentgen Satellite), ASKA ve diğer x-ışın uyduları ile yapılan gözlemler yeni bir tür nötron yıldızının bulunmasını da beraberinde getirdi. Bunların özellikleri radyo atarcaları gibi bilinen nötron yıldızlarından da x-ışın atarcalarından da farklı olduğu için Olağan dışı Atarcalar (Anormal X-ray Pulsar, AXP) olarak adlandırılırlar bu farklılıklar aşağıdaki gibi özetlenebilir:
·
Normal radyo atarcalarından ancak bir kaçında x-ışıması
vardır. Ve genel olarak bu ışıma gücü verilen
‘dan (dE/dt) çok daha küçüktür.
AXP’ın x-ışıması ise >>
·
Kendi etraflarındaki dönme periyotları 6-12s
arasındadır. (bu aralık radyo atarcalarında 0.015-8s ve x-ışın atarcalarında
ise 0.1 – 103s arasındadır.)
·
Çift sistemlerde değildirler.
·
x-ışıması (~1034 – 1036
erg/s), Yüksek kütleli x-ışın çiftlerine göre (HMXB High Mass X-Ray
Binary) (>1036 erg/s) düşüktür.
·
Işımasında değişkenlik çok azdır.
·
Periyodu devamlı artmaktadır ( atarcalardaki
gibi).
·
Bazıları süpernova kalıntıları ile ilişkilidir.
Radyo ışımaları olmasa da,
bu cisimler standart P-P diyagramına konduklarında (Şekil 10) görüldü ki,
bunların manyetik alanı, şimdiye kadar bilinen nötron yıldızlarının
manyetik alanlarından 10-100 kat daha fazladır. Bu nedenle de onlara
magnetar adı verildi. Bunlar diyagramda yukarı sağ köşede bulunduğu pozisyon nedeni
ile hemen araştırıcıların ilgi odağı oldu. Bunun nedeni özetle şudur :
Şimdiye kadar, genelde kabul görmüş teorilere göre atarcalar P-P diyagramında
yukarıda sol köşede (P~0.01s, Bo= 1012G) oluşurlar ve manyetik
dipol ışıması nedeniyle sağa ve aşağıya doğru kayarlar.
Ancak mevcut teorilerle genç atarcaların evriminden magnetarların oluşmasını anlamak zordur. Şu anda bu olayı anlatan iki teori mevcuttur.
Bu
teorilerden birine göre, magnetarlar hiç de diyagram da görüldüğü gibi aşırı
güçlü manyetik alana sahip değillerdir (Alpar, 1999, Marsden ve ark. 1999,
Chaterjee,1999). Onların normal,
1012 Gauss civarında manyetik alanları vardır. Çok büyük
‘larının (dP/dt) sebebi ise bu
nötron yıldızlarının çevresinde olan ortamla sıkı ilişkide olmasıdır.
Normal nötron yıldızları yaklaşık olarak boşlukta dönerler ve
evrimlerini gerçekleştirirler. AXP’ler ise yoğun ortamlardadırlar ve onların
evrimi bir tür olarak, çift sistemlerdeki nötron yıldızların evrimine
benzer. Evrim, birkaç aşamadan oluşur ve bu aşamalardan biri
itici
fışkırma aşamasıdır. Burada nötron yıldızı, dönme momentini
yoğun olarak yörüngesindeki maddeye aktarır ve hızla frenlenir ve çok kısa
bir süre içinde, 105 yılda, diyagramın sol köşesinden yukarı
sağ köşesine geçiş yapar. Periyotları
birkaç yüz saniye olan x-ışın atarcaları zaten buna benzer bir
yolla oluşmuşlardır. Genelde, tek nötron yıldızının yörüngesinde boşluk
olduğu halde AXP’lerin yoğun ortamlarda olmaları, çoğu nötron yıldızının
büyük bir ortalama hıza, (200-500 km/s) ve bazılarının ise çok daha büyük
hızlara (500-1000 km/s), sahip olmasından açıklanabilir. Bu tür çok yüksek
hızlı nötron yıldızları bir süre sonra içinde oluştuğu süpernova kalıntısının
kabuğuna ulaşabilir, hatta onun dışına da çıkabilir. Buralarda ortam çok
daha yoğun olduğu için, AXP olayı gerçekleşir.
Diğer
bir grup teoriye göre ise (Duncan & Thompson 1992, Thompson & Duncan
1993, K98, Thompson & Duncan 1996, Baring & Harding 1998, Gotthelf &
Vasisht 1999, Zhang & Harding 2000, Colpi ve ark. 1999) bazı nötron yıldızları
gerçekten de çok güçlü manyetik alana sahip bir
magnetar gibi oluşur.
Evrimi normal manyetik dipol ışıması teorisindekine benzer bir şekildedir.
Normal atarcalarda enerji kaynağı kinetik enerji iken mangetarlarda yıldızın
manyetik alanıdır. Bu nötron yıldızının radyo bandında ışıması
olmaması ise şu şekilde anlatılıyor:
Ruderman
& Sutherland (1975) ve diğer geniş kabul görmüş radyo ışıma
mekanizmalarına göre (örneğin
kutupsal bölge (polar
cap) modeli), kutuplardaki güçlü elektrik alan, nötron yıldızının
kabuğundan elektronları koparır ve onları çok yüksek enerjiye kadar hızlandırır.
Güçlü manyetik alanda hareket eden bu elektronlar gama ışını yayınlarlar.
Bu gama fotonu elektron pozitron çiftine (e-e+) dönüşür.
Çift e-e+ ise tekrar hızlanır ve yine gama fotonu yayınlarlar.
Bu süreç tekrarlanır. Bu parçacıklar seli, eğik manyetik alan çizgileri
boyunca hareket ederek atarcanın ışımasını sağlarlar. En son anda, gama
fotonu, AXP’nin aşırı yoğun manyetik alanında radyo ışıması verecek
bir şekilde bir e-e+ çifti yerine,
g1+g2
foton çiftine parçalanırlar. Enerjilerinin az olması nedeni ile bu yeni
fotonlar yeni bir e-e+ çiftine parçalanamazlar ve bu
nedenle AXP’lerin radyo ışıması yoktur. Bu mekanizma ile atarcaları iki
gruba ayıran çizgi şekilde noktalarla gösterilmiştir (BH98; Kaspi ve ark.,
1999a) BH98 modeline göre, bu çizgiden yukarıya yerleşen nötron yıldızından
radyo ışıması beklenilmez. Ama, şekilde 1999’da bulunan iki atarca (içi
dolu büyük daireyle işaretlenmiş olan PSR J1119-6127 ve J 1814-1744), bu çizgiden
yukarıda yerleştiler ve teklif edilen teorinin yetersiz olduğunu gösterdiler.
Bu teorilerden hangisinin doğru olduğu yeni ve daha detaylı araştırmalar
sonucu ortaya çıkacaktır.
Magnetarların AXP’lerden farklı başka bir görünüşü ise Yumuşak Gama Işın Tekrarlayıcıları SGR’lerdir (Soft Gamma-Ray Repeater). Bunlar kısa süreli (0.1sn) ve yüksek şiddetli gama ışın patlamalarıdır. Süpernova kalıntıları ile ilişkide olmaları, ve diğer özelliklerinin de AXP’lere yakın olmaları SGR’lerin de magnetar olması olasılığını artırmaktadır. Şu anda magnetarların toplam sayısı 10’dur.