Одно из самых ярких явлений в астрофизике — наличие магнитных полей. Подобно Земле, звезды и звездные остатки, такие как белые карлики, имеют всего одно магнитное поле. Известно, что магнитные поля белых карликов могут быть в миллион раз сильнее, чем у Земли. Однако их происхождение оставалось загадкой с момента открытия первого магнитного белого карлика в 1970-х годах. Было предложено несколько теорий, но ни одна из них не смогла объяснить различную частоту появления магнитных белых карликов как отдельных звезд, так и в различных средах двойных звезд.
Эта неопределенность может быть разрешена благодаря исследованиям международной группы астрофизиков. Так, обнаружилось, что динамо-механизм, подобный тому, который генерирует магнитные поля на Земле и других планетах, может работать и в белых карликах и создавать гораздо более сильные поля.
Мы давно знали, что в нашем понимании магнитным полям белых карликов чего-то не хватает, поскольку статистика, полученная из наблюдений, просто не имела смысла. Идея, что по крайней мере в некоторых из этих звезд поле создается генератором электрического тока, может решить этот парадокс. Некоторые из вас могут вспомнить динамо-машины на велосипедах: вращение магнита производит электрический ток. Здесь все работает наоборот: движение материала приводит к возникновению электрических токов, которые, в свою очередь, создают магнитное поле.
Профессор Борис Гансике, Университет Уорика
Согласно предложенному динамо-механизму, магнитное поле создается электрическими токами, вызванными конвективным движением в ядре белого карлика. Эти конвективные токи вызваны выделением тепла из затвердевающего ядра. Главный компонент динамо — твердое ядро, окруженное конвективной мантией, в случае Земли, — это твердое железное ядро, окруженное конвективным жидким железом. Аналогичная ситуация происходит с белыми карликами, когда они достаточно остыли.
Вначале, после того как звезда выбросила оболочку, белый карлик очень горячий и состоит из жидкого углерода и кислорода. Однако когда он достаточно охладится, то начинает кристаллизоваться в центре, и конфигурация становится похожей на конфигурацию Земли: твердое ядро, окруженное конвективной жидкостью. Поскольку скорости в жидкости могут стать намного выше у белых карликов, чем на Земле, генерируемые поля потенциально намного сильнее. Этот механизм динамо может объяснить частоту появления сильномагнитных белых карликов во многих различных контекстах, особенно белых карликов в двойных звездах.
Механизм генерации магнитного поля такой же, как и на планетах. Это исследование объясняет, как магнитные поля генерируются в белых карликах и почему эти магнитные поля намного сильнее, чем на Земле. Следующими шагами в этом исследовании будет выполнение более подробной модели динамо-механизма и экспериментальная проверка дополнительных предсказаний этой модели.
Читать также
Ученые придумали способ переработки батареек без дробления и плавления.
Илон Маск: первые туристы на Марс погибнут.
Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?