Новини науки

Дослідники виявили механізм, який генерує величезні магнітні поля білих карликів. На думку міжнародної групи вчених, динамо-механізм може пояснити неймовірно сильні магнітні поля в зірках – білих карликів.

Одне з найяскравіших явищ в астрофізиці – наявність магнітних полів. Подібно Землі, зірки й зоряні залишки, такі як білі карлики, мають лише одне магнітне поле. Відомо, що магнітні поля білих карликів можуть бути в мільйон разів сильніше, ніж у Землі. Однак їх походження залишалося загадкою з моменту відкриття першого магнітного білого карлика в 1970-х роках. Було запропоновано кілька теорій, але жодна з них не змогла пояснити різну частоту появи магнітних білих карликів як окремих зірок, так і в різних середовищах подвійних зірок.

Ця невизначеність може бути вирішена завдяки дослідженням міжнародної групи астрофізиків. Так, виявилося, що динамо-механізм, подібний до того, який генерує магнітні поля на Землі та інших планетах, може працювати і в білих карликів і створювати набагато сильніші поля.

«Ми давно знали, що в нашому розумінні магнітних полів білих карликів чогось не вистачає, оскільки статистика, отримана зі спостережень, просто не мала сенсу. Ідея, що принаймні в деяких з цих зірок поле створюється генератором електричного струму, може вирішити цей парадокс. Деякі з вас можуть згадати динамо-машини на велосипедах: обертання магніту виробляє електричний струм. Тут все працює навпаки: рух матеріалу призводить до виникнення електричних струмів, які, в свою чергу, створюють магнітне поле », – розповідає професор Борис Гансик, Університет Уорика

Відповідно до запропонованого динамо-механізму, магнітне поле створюється електричними струмами, викликаними конвективним рухом в ядрі білого карлика. Ці конвективні струми викликані виділенням тепла з ядра, яке затверділо. Головний компонент динамо – тверде ядро, оточене конвективною мантією, у випадку Землі, – це тверде залізне ядро, оточене конвективним рідким залізом. Аналогічна ситуація відбувається з білими карликами, коли вони досить охололи.

Спочатку, після того, як зірка викинула оболонку, білий карлик дуже гарячий і складається з рідкого вуглецю і кисню. Однак коли він охолоне, він починає кристалізуватися в центрі, і конфігурація стає схожою на конфігурацію Землі: тверде ядро, оточене конвективною рідиною. Оскільки швидкості в рідини можуть стати набагато вище у білих карликів, ніж на Землі, які генеруються поля потенційно набагато сильніше. Цей механізм динамо може пояснити частоту появи сильномагнітних білих карликів в багатьох різних контекстах, особливо білих карликів в подвійних зірках.

Механізм генерації магнітного поля такий же, як і на планетах. Це дослідження пояснює, як магнітні поля генеруються в білих карликів і чому ці магнітні поля набагато сильніше, ніж на Землі. Наступними кроками в цьому дослідженні буде виконання більш докладної моделі динамо-механізму та експериментальна перевірка додаткових передбачень цієї моделі.