Supermagnetické hvězdy se mohou tvořit ze sloučení



Nová studie zjistila, že nejmagnetičtější hvězdy mohou mít původ v slučování hvězd.

Pokud jde o relativně velké hvězdy – ty, které jsou více než 1,5krát větší než Slunce – předchozí výzkum zjistil, že asi 10% má silné magnetické pole které jsou v průměru 100 až 1 000krát silnější než slunce. Jiná předchozí práce navrhla, že sloučené hvězdy – ty, které jsou výsledkem fúze dvou dalších hvězd – by mohly generovat výkonná magnetická pole a že se očekává, že 10% hmotných hvězd bude výsledkem fúzí.

Očekává se, že sloučené hvězdy mají silná magnetická pole, protože, jak by se dalo očekávat, když se srazí dvě hvězdy výsledkem je velké množství turbulencí. Sloučené hvězdy zdědí takovou turbulenci a taková „turbulentní energie se přemění na magnetickou energii,“ uvedl vedoucí studie Fabian Schneider, astrofyzik na univerzitě v Heidelbergu v Německu.

Příbuzný: Jak rozlišit typy hvězd (Infographic)

(Magnetické pole hvězdy nebo planety je poháněno tím, čemu se říká jeho dynamo, které je výsledkem víření pohybu elektricky vodivé tekutiny. V případě Země je tato tekutina roztaveným železem v jádru planety; v případě hvězd je to tekutina je plazmanebo mraky elektricky nabitých částic.)

Aby Scheider a jeho kolegové vytvořili 3D počítačové simulace fúzí mezi dvojicemi hmotných hvězd, které nebyly magnetické, a sledovaly, jak se výsledky vyvíjely přes čas. Konkrétně analyzovali fúze, u nichž se očekávalo, že povedou ke sloučeným hvězdám, přičemž každý fúzovaný pár má sedmnáctinásobek hmotnosti slunce, podobně jako magnetická hvězda Tau Scorpii, která se nachází asi 470 světelných let od Země v souhvězdí Scorpius.

Simulace zjistily, že poté, co se sloučené hvězdy usadily zpět do rovnovážného stavu, který následoval po fúzi, která je vytvořila, „skutečně se vytvoří silná magnetická pole,“ řekl Schneider Space.com.

Vědci také zjistili, že infuze paliva, které sloučily hvězdy zděděné od svých rodičů, způsobily, že vypadaly teplejší než hvězdy stejného věku, a tedy mladší a modřejší. To by mohlo vysvětlit podivné vlastnosti Tau Scorpii, což je tzv. „modrý nosítko„“ podivná hvězda, která se zdá být mladší ve věku než její starověcí sousedé, přestože se všechny hvězdy v regionu pravděpodobně utvářely současně. Konkrétně se modré nosítka objevují nevysvětlitelně horké, mladé a modré ve srovnání se svými bratry, a předchozí výzkum naznačil, že modré nosítka mohou občas vycházet z toho, že jedna hvězda spolkne jinou hvězdu, a tak dochází ke sloučení.

Kromě toho vědci naznačili, že jejich zjištění by mohla vrhnout světlo na genezi magnetarů, nejsilnějších magnetů ve vesmíru. Magnetary jsou vzácným typem neutronové hvězdy. (Neutronová hvězda je jádrem masivní hvězdy, která pohltila veškeré palivo, zhroutila se pod svou vlastní hmotností a poté explodovala jako supernova.) Magnetary mohou vlastnit magnetická pole až přibližně 5 000 bilionůkrát to Země.

Vědci zjistili, že když se druh masivní magnetické hvězdy vytvořené v počítačových simulacích nové studie zhroutil, aby vytvořil neutronovou hvězdu, mohlo by to mít tak silné magnetické pole jako magnetar. Také poznamenali, že předchozí výzkum navrhl asi 15% druhu supernovy, která vytváří neutronové hvězdy vyrobit magnetar. To je v souladu s tím, jak 10% všech hmotných hvězd vlastní magnetická pole, a tak podporuje návrh nové studie, že magnetary jsou potenciálně narozeny ze zhroucení masivních magnetických hvězd.

"Náš mechanismus sloučení se pak jeví jako slibný způsob, jak vysvětlit, proč některé neutronové hvězdy mohou mít tak neuvěřitelně silná magnetická pole, pravděpodobně nejsilnější v celém vesmíru," řekl Schneider.

V budoucnu vědci plánují prozkoumat sloučení jiných druhů hmotných hvězd, aby zjistili, zda produkují také magnetické hvězdy, řekl Schneider. Chtějí také vidět, jak dlouho magnetické pole z těchto sloučených hvězd skutečně vydrží.

"Stále nemůžeme říci, jak dlouho bude pole existovat," řekl Schneider. „V tuto chvíli vše ukazuje na to, že to bude trvat celý život hvězdy a možná i déle. Řešení tohoto problému je náročné, ale doufejme, že najdeme cestu.“

Vědci podrobně jejich zjištění online 9. října v časopise Nature.

Sledujte Charles Q. Choi na Twitteru @ cqchoi. Sleduj nás na Twitteru @Spacedotcom a dál Facebook.