Білі карлики з віком стають магнітними

Принаймні один із чотирьох білих карликів (БК) закінчить своє життя як магнітна зоря, і тому магнітні поля є невід′ємним компонентом фізики БК. Нові уявлення про магнетизм вироджених зірок, отримані у результаті нещодавнього аналізу обмеженої за обсягом вибірки БК, дали найкращі з отриманих на сьогодні свідчень того, як частотність магнетизму у БК корелює з віком.

Це може допомогти пояснити походження та еволюцію магнітних полів у БК, розповідається на сайті Групи телескопів Ісаака Ньютона.

Понад 90% зірок нашої галактики закінчують своє життя як білі карлики. Попри те, що багато з них мають магнітне поле, досі невідомо, коли воно з’являється на поверхні, чи розвивається воно під час фази охолодження БК і насамперед які механізми його генерують.

Астрономічні спостереження часто піддаються сильним упередженням. Оскільки БК – це зорі при смерті, вони стають прохолоднішими, а отже, з часом все більш тьмянішають. Унаслідок цього, спостереження, як правило, сприяють вивченню найяскравіших БК, які є гарячими та молодими. Існує також більш тонкий та протиінтуїтивний ефект. Через свій вироджений статус, більш масивні БК менші за менш масивні (уявіть собі ряд зі сфер, де менші за розміром є важчими). Оскільки менші БК також тьмяніші, спостереження, як правило, також віддають перевагу менш масивним зіркам.

В цілому, спостереження за цілями, обраними відповідно до їх яскравості (наприклад, спостереження за усіма БК, що яскравіші за певну величину), як правило, зосереджуються на молодих та менш масивних зорях, повністю нехтуючи старими БК.

Інша проблема полягає в тому, що більшість спостережень за БК проводиться за допомогою спектроскопічних методів, чутливих лише до найсильніших магнітних полів, тому не вдається ідентифікувати значну частку магнітних БК. Чутливість спектрополяриметрії до магнітних полів може бути більш ніж на два порядки кращою, ніж спектроскопія. Спектрополяриметрія продемонструвала, що слабкі поля, які уникають виявлення за допомогою спектроскопічних методів, насправді досить часто зустрічаються у БК.

Для проведення повного спектрополяриметричне обстеження, астрономи з обсерваторії Армаг та Університету Західного Онтаріо відібрали всі БК з каталогу Gaia в об′ємі у межах 20 парсек від Сонця. Приблизно дві третини цієї вибірки, або приблизно 100 БК, раніше не спостерігалися, і тому в літературі немає даних щодо них. Тож, команда спостерігала за ними за допомогою спектрографа ISIS та поляриметра на телескопі Вільяма Гершеля (WHT) разом з аналогічними приладами на інших телескопах.

Вони виявили, що магнітні поля рідкісні на початку життя БК, коли зоря більше не виробляє енергію у своїх надрах, а починає фазу охолодження. Тому магнітне поле, схоже що, не є характерною рисою для білого карлика з моменту його "народження". Найчастіше воно або генерується, або виноситься на зоряну поверхню під час фази охолодження БК.

Вчені також виявили, що магнітні поля БК не мають явних ознак омічного розпаду, що знову свідчить про те, що ці поля генеруються під час фази охолодження або, принаймні, продовжують з′являтися на зоряній поверхні у міру старіння БК.

Ця картина повністю відрізняється від того, що спостерігається, наприклад, у магнітних зорях Ap та Bp верхньої головної послідовності, де виявлено, що не тільки магнітні поля присутні, як тільки зоря досягає нульового віку основної послідовності, а й те, що напруженість поля з часом швидко зменшується. Тому магнетизм у БК уявляється зовсім іншим явищем, ніж магнетизм зірок Ap та Bp.

Частотність магнітного поля не лише збільшується з віком БК, але, як відомо, частотність корелює з масою зірок, і що поля з′являються частіше після того, як вуглецево-кисневе ядро зорі починає кристалізуватися. Механізм динамо може пояснити найслабші поля серед тих, що спостерігаються у БК, і нещодавня робота показує, що той самий механізм може бути здатний виробляти поля сильніші, ніж спершу передбачалося.

Для порівняння, сила магнітного поля Землі, що створюється динамо-механізмом, становить приблизно один Гаус. Механізм динамо може пояснювати поля потужністю до 0,1 мільйона Гаусса, але в БК спостерігаються поля до кількох сотень мільйонів Гаусів. Крім того, механізм динамо потребує швидкого обертання, але це зазвичай не спостерігається у БК. Потрібні подальші теоретичні та спостережні дослідження, щоб розібратися у цій ситуації.

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