Czas e-biznesu

Wszystkie najświeższe informacje o Polsce z Czasu e Biznesu.

Wreszcie można rozwiązać tajemnicę białych krasnoludów o wysokich polach magnetycznych

Jest wiele rzeczy, których nie rozumiemy na temat białych karłów, ale jedna tajemnica może mieć jedno ostateczne rozwiązanie: w jaki sposób niektóre z tych kosmicznych ciał mają niesamowicie potężne pola magnetyczne?

Zgodnie z nowymi obliczeniami i modelami te supergęste obiekty mogą zawierać dynamo, które generuje magnetosferę – ale najsilniejsze pola magnetyczne białego karła, milion razy silniejsze niż ziemskie, występują tylko w pewnych kontekstach.

Badania nie tylko rozwiązują wiele starożytnych problemów, ale po raz kolejny pokazują, że bardzo podobne zjawiska można zaobserwować w zupełnie różnych ciałach astronomicznych, a Wszechświat czasami jest bardziej podobny do siebie, niż początkowo sądzimy.

Białe karły to gwiazdy, które potocznie nazywamy „martwymi” gwiazdami. Kiedy gwiazda o masie mniejszej niż osiem mas Słońca zbliża się do końca swojego życia, po wyczerpaniu się pierwiastków nadających się do syntezy jądrowej, wyrzuca zewnętrzną materię. Pozostałe jądro zapada się w obiekt o masie mniejszej niż 1,4 masy Słońca, wciśnięty w kulę wielkości Ziemi.

Powstałe ciało, które świeci jasno pozostałą energią cieplną, to biały karzeł, który jest niesamowicie gęsty. Tylko jedna łyżeczka materiału białego karła ważyłaby około 15 ton, co oznacza, że ​​nie byłoby nierozsądne założenie, że wewnętrzne części tych obiektów będą bardzo różniły się od wewnętrznych części planet takich jak Ziemia.

Astrofizycy próbowali odkryć, w jaki sposób białe karły mogą mieć silne pola magnetyczne o zasięgu około milion razy silniejszym niż Ziemia. Jeśli chodzi o kontekst, pole magnetyczne Słońca jest dwa razy silniejsze niż ziemskie – więc coś niezwykłego musi się wydarzyć z białymi karłami.

Jednak robi się to trochę skomplikowane. Właśnie Trochę Białe krasnoludy mają silne pola magnetyczne. Białe karły w dyskretnych układach podwójnych – gdzie żadna gwiazda nie przekracza obszaru przestrzeni, w którym materia gwiazdowa jest związana grawitacją, zwanego płatem Roche’a – mające mniej niż miliard lat nie posiadają tych pól magnetycznych.

READ  Możesz zaparkować swój samochód za darmo na tym 267-miejscowym parkingu Hanley - i to Ci się podoba

Ale w przypadku białych karłów w półoddzielnych układach podwójnych, gdzie gwiazda wylewa się z płata Roche’a, a biały karzeł połyka materię pod wpływem grawitacji od swojego mniej masywnego towarzysza, ponad jedna trzecia z nich wykazuje silne pola magnetyczne. Niektóre białe karły o silnym magnetyzmie są również widoczne w oddzielnych starożytnych diodach.

Modele ewolucji gwiazd nie były w stanie wyjaśnić, jak to się stało, więc międzynarodowy zespół astrofizyków przyjął inne podejście, proponując fundamentalną dynamikę, która ewoluuje w czasie, a nie w momencie powstania białego karła.

To dynamo byłoby wirującym płynem, ładunkiem i przewodnikiem elektrycznym, który przekształca energię kinetyczną w energię magnetyczną i wiruje pole magnetyczne w przestrzeń. w Stan gruntuKonwekcja jest generowana przez płynne żelazo, które porusza się wokół rdzenia.

„Od dawna wiedzieliśmy, że w naszym zrozumieniu pól magnetycznych białych karłów czegoś brakuje, że statystyki wyciągnięte z obserwacji po prostu nie mają sensu”. Powiedział fizyk Boris Jensick Z University of Warwick w Wielkiej Brytanii.

„Pomysł, że przynajmniej w niektórych z tych gwiazd pole jest tworzone przez dynamo, może rozwiązać ten paradoks”.

Kiedy biały karzeł tworzy się po raz pierwszy, zaraz po utracie zewnętrznej skorupy, jest bardzo gorący i składa się z ciekłego węgla i tlenu. Zgodnie z modelem zespołu, gdy rdzeń białego karła ochładza się i krystalizuje, wyciekające ciepło wytwarza prądy termiczne, bardzo podobne do sposobu, w jaki ciecz przemieszcza się wewnątrz Ziemi, tworząc dynamo.

„Ponieważ prędkości w cieczy mogą być znacznie wyższe u białych krasnoludów niż na Ziemi, generowane pola będą prawdopodobnie znacznie silniejsze”, Fizyk Matthias Schreiber wyjaśnił Z Uniwersytetu Technicznego Federico Santa Maria w Chile.

„Ten mechanizm dynamo mógłby wyjaśnić częstość występowania silnie magnetycznych białych karłów w wielu różnych kontekstach, zwłaszcza białych karłów w gwiazdach podwójnych”.

Gdy biały karzeł stygnie i starzeje się, jego orbita zbiega się z jego duetem towarzyszem. Kiedy towarzysz przekroczy płat Rocha, a biały karzeł zaczyna gromadzić materiał, szybkość rotacji białego karła wzrasta; Ten szybszy obrót wpływa również na dynamo, powodując silniejsze pole magnetyczne.

READ  NASA Neustar odkrywa światło o najwyższej energii pochodzącej z Jowisza — i rozwiązuje zagadkę sprzed kilkudziesięciu lat

Jeśli to pole magnetyczne jest wystarczająco silne, aby zetknąć się z polem magnetycznym układu podwójnego towarzyszącego, binarny towarzysz wywiera moment obrotowy powodujący, że jego ruch orbitalny pokrywa się z obrotem białego karła, co z kolei powoduje oddzielenie się podwójnego towarzysza od płata Roche’a . , Zwraca system do osobnego pliku binarnego. Na końcu ten proces zostanie powtórzony.

Możliwe, że do wyjaśnienia najsilniejszej siły pola magnetycznego białego karła potrzebny byłby inny mechanizm, ale na razie wyniki zespołu są zgodne z obserwacjami. Białe karły w dyskretnych układach podwójnych mają ponad miliard lat i wcześniej doświadczały masowych przejść w skróconej, półoddzielnej fazie, gdy pojawiło się lądowe pole magnetyczne.

Jeśli model zespołu jest dokładny, przyszłe obserwacje białych karłów będą nadal zgodne z ich odkryciami.

„Piękno naszego pomysłu polega na tym, że mechanizm generowania pola magnetycznego jest taki sam, jak na planetach” Powiedział Schreiber.

„Ten artykuł wyjaśnia, w jaki sposób powstają pola magnetyczne u białych karłów i dlaczego te pola magnetyczne są o wiele silniejsze niż te na Ziemi. Myślę, że jest to dobry przykład tego, jak multidyscyplinarny zespół może rozwiązać problemy, z którymi mogą się spotkać specjaliści tylko w jednej dziedzinie. „

Badania zostały opublikowane w Astronomia naturalna.