Дослідники виявили механізм, який ймовірно генерує величезні магнітні поля білих карликів

Механізм динамо може пояснити неймовірно сильні магнітні поля у зірок-білих карликів, вважає міжнародна групи вчених.

Про це розповідають у Ворицькому університеті.

Одне з найбільш разючих явищ в астрофізиці — наявність магнітних полів. Як і у Землі, вони є у зірок та зоряних залишків, таких як білі карлики. Відомо, що магнітні поля білих карликів можуть бути в мільйон разів сильнішими, ніж у Землі. Однак їхнє походження було загадкою з часу відкриття першого магнітного білого карлика в 1970-х. Було запропоновано кілька теорій, але жодна з них не змогла пояснити різну частоту появи магнітних білих карликів як окремих зірок, так і в складі різноманітних бінарних зірок.

Ця невизначеність може бути вирішена завдяки дослідженням міжнародної групи астрофізиків, включаючи професора Бориса Генсіке з Ворицького університету та під керівництвом професора д-ра Маттіаса Шрайбера з “Núcleo Milenio de Formación Planetaria” Університету Санта-Марії в Чилі. Команда показала, що механізм динамо, подібний до того, який генерує магнітні поля на Землі та інших планетах, може працювати в білих карликах і створювати набагато сильніші поля. Це дослідження, яке частково фінансується Радою з питань науки і технологій (STFC) та трестом Leverhulme, було опубліковане в престижному науковому журналі “Nature Astronomy”.

Професор Борис Генсіке з кафедри фізики Ворицького університету сказав: "Ми вже давно знаємо, що в нашому розумінні магнітних полів у білих карликів чогось не вистачає, оскільки статистичні дані, отримані в результаті спостережень, просто не мали сенсу. Ідея в тому, що принаймні у деяких із цих зірок поле генерується за допомогою динамо, може вирішити цей парадокс. Деякі з вас, можливо, пам’ятають динамо на велосипедах: обертання в магнітному полі виробляє електричний струм. Тут це працює навпаки, рух матеріалу призводить до електричних струмів, які в свою чергу генерують магнітне поле".

Магнітний білий карлик, що кристалізується, акреціює з вітру своєї зірки-компаньйона. Автор: Paula Zorzi.

Згідно із запропонованим динамо-механізмом, магнітне поле генерується електричними струмами, викликаними конвективним рухом в ядрі білого карлика. Ці конвективні струми спричинені виділенням тепла з ядра, що твердішає.

"Основним інгредієнтом динамо є тверде ядро, оточене конвективною мантією — у випадку Землі це тверде залізне ядро, оточене конвективним рідким залізом. Подібна ситуація виникає і у білих карликів, коли вони достатньо охолонуть", - пояснює Маттіас Шрайбер.

Астрофізик пояснює, що на початку, після того, як зірка викинула свою оболонку, білий карлик дуже гарячий і складається з рідкого вуглецю та кисню. Однак, коли він достатньо охолоне, він починає кристалізуватися в центрі, і його конфігурація стає подібною до земної: тверде ядро, оточене конвективною рідиною. "Оскільки швидкість руху рідини у білих карликів може стати набагато вищою, ніж на Землі, поля, що генеруються, потенційно набагато сильніші. Цей динамо-механізм може пояснити частоту появи сильно магнітних білих карликів у багатьох різних умовах, і особливо у білих карликів у бінарних зірках", - говорить він.

Таким чином, це дослідження може вирішити проблему, яка триває кілька десятки років. "Краса нашої ідеї полягає в тому, що механізм генерації магнітного поля такий же, як і у планет. Це дослідження пояснює, як магнітні поля генеруються у білих карликів і чому ці магнітні поля набагато сильніші, ніж на Землі. Я думаю, що це хороший приклад того, як міждисциплінарна команда може вирішувати проблеми, з якими мали б бути труднощі у фахівців лише в одній галузі", - додає Шрайбер.

Наступними кроками цього дослідження, зазначає астрофізик, є створення більш детальної моделі механізму динамо та спостережлива перевірка додаткових прогнозів цієї моделі.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Білий карлик
• магнітне поле