Een studie van de evolutie van magnetische velden in neutronensterren toont aan dat instabiliteiten intense magnetische hotspots kunnen creëren die miljoenen jaren overleven, zelfs nadat het totale magnetische veld van de ster aanzienlijk is afgenomen. De resultaten zullen woensdag worden gepresenteerd door Dr. Konstantinos Gourgouliatos van Durham University tijdens de European Week of Astronomy and Space Science (EWASS) in Liverpool, 4 april.

Wanneer een massieve ster zijn nucleaire brandstof verbruikt en instort onder zijn eigen zwaartekracht in een supernova-explosie, het kan resulteren in een neutronenster. Deze zeer dichte objecten hebben een straal van ongeveer 10 kilometer en zijn toch 1,5 keer massiever dan de zon. Ze hebben zeer sterke magnetische velden en zijn snelle rotators, met sommige neutronensterren die meer dan 100 keer per seconde rond hun as draaien. Neutronensterren worden meestal gemodelleerd met een magnetisch veld met een magnetische noord- en zuidpool, zoals die van de aarde. Echter, een eenvoudig 'dipool'-model verklaart geen raadselachtige aspecten van neutronensterren, zoals waarom sommige delen van hun oppervlak veel heter zijn dan hun gemiddelde temperatuur.

Gourgouliatos en Rainer Hollerbach, van de Universiteit van Leeds, gebruikte de ARC-supercomputer van de Universiteit van Leeds om numerieke simulaties uit te voeren om te begrijpen hoe complexe structuren zich vormen als het magnetische veld evolueert in een neutronenster.

Gourgouliatos legt uit:"Een pasgeboren neutronenster roteert niet uniform - verschillende delen ervan draaien met verschillende snelheden. Dit windt op en rekt het magnetische veld in de ster op een manier die lijkt op een strakke bol garen. Door de computersimulaties, we ontdekten dat een sterk gewonden magnetisch veld onstabiel is. Het genereert spontaan knopen, die uit het oppervlak van de neutronenster tevoorschijn komen en plekken vormen waar het magnetische veld veel sterker is dan het grootschalige veld. Deze magnetische vlekken produceren sterke elektrische stromen, die uiteindelijk warmte afgeven, op dezelfde manier wordt warmte geproduceerd wanneer een elektrische stroom in een weerstand vloeit."

De simulaties laten zien dat het mogelijk is om een ​​magnetische plek te genereren met een straal van enkele kilometers en een magnetische veldsterkte van meer dan 10 miljard Tesla. De plek kan enkele miljoenen jaren duren, zelfs als het totale magnetische veld van de neutronenster is vervallen.

De studie kan grote implicaties hebben voor ons begrip van neutronensterren. Zelfs neutronensterren met zwakkere algemene magnetische velden kunnen nog steeds zeer intense magnetische hotspots vormen. Dit zou het vreemde gedrag van sommige magnetars kunnen verklaren, bijvoorbeeld de exotische SGR 0418+5729, die een ongewoon lage spinsnelheid en een relatief zwak grootschalig magnetisch veld heeft, maar sporadisch uitbarst met hoogenergetische straling.