Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Magnetarvormingsmysterie opgelost?

Een belangrijke kandidaat voor het ontstaan ​​van magnetars is de aanwezigheid van een zeer sterk magnetisch veld in een snel roterende neutronenster. Magnetarvorming en magnetische velden worden traditioneel toegeschreven aan de effecten van de differentiële rotatie in de pasgeboren neutronenster. Recente 3D-magnetohydrodynamische simulaties van differentieel roterende neutronensterren hebben echter over het algemeen geleid tot de vorming van een magnetische dipool, in tegenspraak met de waargenomen veldgeometrie van magnetars. Deze bevindingen wijzen op de noodzaak om de standaardmechanismen voor het genereren van magnetische velden in deze bronnen opnieuw te bekijken, en hebben geleid tot het overwegen van verschillende scenario's voor de vorming van magnetars.

Een zeer sterk magnetisch zaadveld (in de orde van \( 10^{15} \) G) is vereist om het magnetische veldversterkingsmechanisme door differentiële rotatie te laten werken. Er zijn verschillende bronnen van een dergelijk zaadveld voorgesteld, bijvoorbeeld velden die zijn gecreëerd door dynamoprocessen tijdens de evolutie van de voorloperster, of velden die zijn versterkt tijdens de kerninstorting die heeft geleid tot de vorming van de neutronenster. In beide gevallen moet het initiële magnetische veld asymmetrisch zijn en sterk genoeg om ohmse dissipatie van het magnetische veld door de turbulente vloeistofbewegingen die zich tijdens de evolutie van de neutronenster ontwikkelen, te voorkomen. Er is gesuggereerd dat convectie die optreedt in de buitenste lagen van de pasgeboren magnetar zou kunnen bijdragen aan de opsluiting en versterking van dit veld.

Een interessante mogelijkheid is dat het magnetische zaadveld het gevolg is van de magnetische flux die naar binnen wordt geadvegeerd door het aangroeiende gas tijdens de terugval van de supernova. De magnetohydrodynamische interactie van deze invallende materie met het magnetische veld van de neutronenster zou verschillende belangrijke eigenschappen van magnetars kunnen verklaren. In het bijzonder is gesuggereerd dat dit aanleiding zou kunnen geven tot een toroïdale component van het magnetische veld, de waargenomen veldmultipolariteit, en mogelijk ook de oorsprong van de magnetars met ultralange periode zou kunnen verklaren.