• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vita dvärgar blir magnetiska när de blir äldre

    En av fyra WDs kommer att sluta sitt liv genomträngd av ett starkt magnetfält. Kredit:ESO/L. Calcada

    Minst en av fyra vita dvärgar (WD) kommer att sluta sitt liv som en magnetisk stjärna, och därför är magnetfält en viktig komponent i WD-fysiken. Nya insikter om magnetismen hos degenererade stjärnor från en nyligen genomförd analys av ett volymbegränsat urval av WDs har gett de bästa bevis som hittills erhållits för hur frekvensen av magnetism i WDs korrelerar med ålder. Detta kan hjälpa till att förklara uppkomsten och utvecklingen av magnetiska fält i WD.

    Mer än 90 % av stjärnorna i vår galax slutar sina liv som WD. Även om många har ett magnetfält, det är fortfarande okänt när det dyker upp på ytan, om det utvecklas under kylningsfasen av WD och, framför allt, vilka är de mekanismer som genererar det.

    Astronomiska observationer är ofta föremål för starka fördomar. Eftersom WDs är döende stjärnor, de blir coolare, och därmed blekare och svagare med tiden. Som en konsekvens, observationer tenderar att gynna studiet av de ljusaste WD:erna, som är heta och unga. Det finns också en mer subtil och kontraintuitiv effekt. På grund av deras degenererade status, mer massiva WD är mindre än mindre massiva (föreställ dig en serie sfärer där de mindre är de tyngre). Eftersom mindre WD också är svagare, observationer tenderar också att gynna de mindre massiva stjärnorna.

    Sammanfattningsvis, observationer av mål valda efter deras ljusstyrka (t.ex. observerar alla WDs ljusare än en viss magnitud) tenderar att koncentrera sig på unga och mindre massiva stjärnor, helt försummar äldre WDs.

    En annan fråga är att de flesta av observationerna av WDs görs med spektroskopiska tekniker som bara är känsliga för de starkaste magnetfälten, sålunda misslyckas med att identifiera en betydande del av magnetiska WD. Spektropolarimetrins känslighet för magnetfält kan vara mer än två storleksordningar bättre än spektroskopi. Spektropolarimetri har visat att svaga fält, som undkommer detektering via spektroskopiska tekniker, är faktiskt ganska vanliga i WDs.

    För att genomföra en fullständig spektropolarimetrisk undersökning, astronomer från Armagh Observatory och University of Western Ontario valde ut alla WD från Gaia-katalogen i en volym inom 20 parsecs från solen. Ungefär två tredjedelar av detta prov, eller cirka 100 WD, hade inte observerats tidigare och därför fanns det inga tillgängliga data i litteraturen. Följaktligen, teamet observerade dem med ISIS-spektrografen och polarimetern på William Herschel-teleskopet (WHT), tillsammans med liknande instrument på andra teleskop.

    De fann att magnetfält är sällsynta i början av en WDs liv, när stjärnan inte längre producerar energi i sitt inre, och börjar sin nedkylningsfas. Därför verkar ett magnetfält inte vara en egenskap hos en WD sedan dess "födelse". Oftast, det genereras antingen, eller förs till stjärnytan under WD:s avkylningsfas.

    De fann också att magnetfälten hos WD inte visar uppenbara tecken på ohmskt förfall, återigen en indikation på att dessa fält genereras under avkylningsfasen, eller åtminstone fortsätta att dyka upp vid stjärnytan när WD åldras.

    Denna bild skiljer sig totalt från vad som observeras till exempel i magnetiska Ap- och Bp-stjärnor i den övre huvudsekvensen, där det visar sig att det inte bara finns magnetiska fält så snart stjärnan når den nollålders huvudsekvensen, men också att fältstyrkan snabbt minskar med tiden. Magnetism i WDs verkar därför vara ett helt annat fenomen än magnetism hos Ap- och Bp-stjärnor.

    Inte bara ökar magnetfältets frekvens med WD-åldern, men det är känt att frekvensen är korrelerad med stjärnmassan, och att fält dyker upp oftare efter att stjärnans kol-syrekärna har börjat kristallisera. En dynamomekanism kan förklara de svagaste fälten bland de som observerats i WDs, och nyare arbete tyder på att samma mekanism skulle kunna producera fält starkare än ursprungligen förutspått.

    För jämförelse, styrkan av jordens magnetfält, produceras av en dynamomekanism, handlar om en Gauss. En dynamomekanism kan förklara fält upp till 0,1 miljoner Gauss styrka, men i WDs-fält har upp till flera hundra miljoner Gauss observerats. Vidare, en dynamomekanism behöver snabb rotation, men detta observeras i allmänhet inte i WDs. Ytterligare teoretisk och observationsundersökning behövs för att reda ut denna situation.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com