Przejdź do treści

W jaki sposób powstają magnetary, najsilniejsze magnesy we Wszechświecie?

img

W jaki sposób niektóre gwiazdy neutronowe stają się najsilniejszymi magnesami we Wszechświecie? Niemiecko-brytyjski zespół astrofizyków znalazł możliwą odpowiedź na pytanie, jak powstają tak zwane magnetary. Naukowcy wykorzystali duże symulacje komputerowe, aby wykazać, w jaki sposób połączenie dwóch gwiazd wytwarza silne pola magnetyczne. Jeżeli takie gwiazdy eksplodują w postaci supernowych, mogą powstać magnetary. 

Nasz Wszechświat jest opleciony przez pole magnetyczne. Na przykład Słońce ma otoczkę, w której konwekcja stale wytwarza pola magnetyczne. „Mimo, że masywne gwiazdy nie mają takich powłok, wciąż obserwujemy silne, wielkoskalowe pole magnetyczne na powierzchni około 10% z nich” – wyjaśnia dr Fabian Schneider z Centrum Astronomii Uniwersytetu w Heidelbergu, który jest pierwszym autorem badania. Chociaż takie pola zostały odkryte już w 1947 roku, ich pochodzenie jak dotąd pozostaje nieznane.

Ponad dziesięć lat temu naukowcy zasugerowali, że silne pola magnetyczne powstają, gdy zderzają się dwie gwiazdy. „Ale do tej pory nie byliśmy w stanie przetestować tej hipotezy, ponieważ nie mieliśmy niezbędnych narzędzi obliczeniowych” – mówi dr Sebastian Ohlmann z centrum obliczeniowego Max Planck Society w Garching pod Monachium. Tym razem naukowcy wykorzystali kod AREPO, wysoce dynamiczny kod symulacyjny działający na klastrach obliczeniowych Instytutu Badań Teoretycznych w Heidelbergu (HITS), aby wyjaśnić właściwości Tau Scorpii (τ Sco), magnetara znajdującego się 500 lat świetlnych od Ziemi.

Już w 2016 roku Fabian Schneider i Philipp Podsiadłowski z University of Oxford zdali sobie sprawę, że τ Sco jest tak zwanym niebieskim maruderem. Niebieskie marudery są produktem połączonych gwiazd. „Zakładamy, że Tau Scorpii uzyskała silne pole magnetyczne podczas procesu łączenia” – wyjaśnia dr Philipp Podsiadłowski. Dzięki symulacjom komputerowym τ Sco niemiecko-brytyjski zespół badawczy wykazał teraz, że silne turbulencje podczas połączenia się dwóch gwiazd mogą stworzyć takie pole.

Zdarzenia łączenia się gwiazd są dość częste: naukowcy zakładają, że około 10% wszystkich masywnych gwiazd Drogi Mlecznej jest efektem takich procesów. Zdanie dr Schneidera jest to zgodne z częstością występowania masywnych gwiazd magnetycznych. Astronomowie uważają, że te same gwiazdy mogą tworzyć magnetary, gdy wybuchają jako supernowe.

Może to się zdarzyć również w przypadku τ Sco, gdy pod koniec swojego życia eksploduje. Symulacje komputerowe sugerują, że wygenerowane pole magnetyczne wystarczyłoby do wyjaśnienia wyjątkowo silnych pól magnetycznych w magentarach. „Uważa się, że magnetary mają najsilniejsze pola magnetyczne we Wszechświecie – do stu miliardów razy silniejsze, niż najsilniejsze pole magnetyczne wytworzone kiedykolwiek przez ludzkość” – mówi prof. Dr Friedrich Röpke z HITS.

Więcej:
How Do The Strongest Magnets Ii The Universe Form?

Źródło: Heidelberg University