Illustration av uppkomsten av magnetfält i vita dvärgar i nära binärer (att läsas moturs). Magnetfältet uppstår när en kristalliserande vit dvärg samlas från en följeslagare och som en följd av detta börjar snurra snabbt. När det vita dvärgfältet ansluter till sekundärstjärnans fält, massöverföringen stannar under en relativt kort tidsperiod. Kredit:Paula Zorzi
En dynamomekanism kan förklara de otroligt starka magnetfälten i vita dvärgstjärnor enligt ett internationellt team av forskare, inklusive en astronom vid University of Warwick.
Ett av de mest slående fenomenen inom astrofysik är närvaron av magnetfält. Som jorden, stjärnor och stjärnrester som vita dvärgar har en. Det är känt att magnetfälten hos vita dvärgar kan vara en miljon gånger starkare än jordens. Dock, deras ursprung har varit ett mysterium sedan upptäckten av den första magnetiska vita dvärgen på 1970-talet. Flera teorier har föreslagits, men ingen av dem har kunnat förklara de olika förekomstfrekvenserna av magnetiska vita dvärgar, både som enskilda stjärnor och i olika binära stjärnmiljöer.
Denna osäkerhet kan lösas tack vare forskning av ett internationellt team av astrofysiker, inklusive professor Boris Gänsicke från University of Warwick och ledd av professor Dr Matthias Schreiber från Núcleo Milenio de Formación Planetaria vid Universidad Santa María i Chile. Teamet visade att en dynamomekanism som liknar den som genererar magnetfält på jorden och andra planeter kan fungera i vita dvärgar, och producera mycket starkare fält. Denna forskning, delfinansierad av Science and Technology Facilities Council (STFC) och Leverhulme Trust, har publicerats i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften Natur astronomi .
Professor Boris Gänsicke vid institutionen för fysik vid University of Warwick sa:"Vi har länge vetat att det saknades något i vår förståelse av magnetfält hos vita dvärgar, eftersom statistiken som härrörde från observationerna helt enkelt inte var meningsfull. Tanken att, åtminstone i några av dessa stjärnor, fältet genereras av en dynamo kan lösa denna paradox. En del av er kanske kommer ihåg dynamos på cyklar:att vrida på en magnet producerar elektrisk ström. Här, det fungerar tvärtom, materialrörelser leder till elektriska strömmar, som i sin tur genererar magnetfältet."
En kristalliserande magnetisk vit dvärg som växer fram från vinden från sin följeslagare. Kredit:Paula Zorzi
Enligt den föreslagna dynamomekanismen, magnetfältet genereras av elektriska strömmar som orsakas av konvektiv rörelse i kärnan av den vita dvärgen. Dessa konvektiva strömmar orsakas av värme som strömmar ut från den stelnande kärnan.
"Dynamons huvudingrediens är en fast kärna omgiven av en konvektiv mantel - i fallet med jorden, det är en solid järnkärna omgiven av konvektivt flytande järn. En liknande situation uppstår hos vita dvärgar när de har svalnat tillräckligt, " förklarar Matthias Schreiber.
Astrofysikern förklarar att i början, efter att stjärnan har kastat ut sitt kuvert, den vita dvärgen är mycket varm och består av flytande kol och syre. Dock, när den har svalnat tillräckligt, den börjar kristallisera i mitten och konfigurationen blir liknande jordens:en fast kärna omgiven av en konvektiv vätska. "Eftersom hastigheterna i vätskan kan bli mycket högre hos vita dvärgar än på jorden, de genererade fälten är potentiellt mycket starkare. Denna dynamomekanism kan förklara förekomsten av starkt magnetiska vita dvärgar i många olika sammanhang, och speciellt de av vita dvärgar i dubbelstjärnor", säger han.
Således, denna forskning skulle kunna lösa ett årtionden gammalt problem. "Det fina med vår idé är att mekanismen för generering av magnetfält är densamma som i planeter. Den här forskningen förklarar hur magnetfält genereras i vita dvärgar och varför dessa magnetfält är mycket starkare än de på jorden. Jag tror att det är en bra exempel på hur ett tvärvetenskapligt team kan lösa problem som specialister inom bara ett område skulle ha haft svårt med, ", tillägger Schreiber.
Nästa steg i denna forskning, säger astrofysikern, är att utföra en mer detaljerad modell av dynamomekanismen och att observationstesta de ytterligare förutsägelserna av denna modell.
