Ez a neutroncsillag a szupernóva-robbanás utáni fizikai folyamatok révén erős mágneses mezőt alakít ki maga körül bizonyos dinamószerű folyamatokkal. Ezeknek a folyamatoknak a mélyebb megismerése pedig segíthet megfejteni az úgynevezett "gyenge magnetárok" rejtélyét.
Magnetárnak nevezzük azokat a kiemelkedően erős mágneses terű neutroncsillagokat, amelyek mágneses terének erőssége akár százmilliárdszorosan meghaladhatja a földi magnetoszféráét. A gyenge magnetárokat, amelyek mágneses tere 10-100-szorosan gyengébb a klasszikus értelemben vett magnetárokénál, 2010-ben fedezték fel, és eredetüket mindmáig homály fedte.
Egy új kutatás keretein belül a csillagászok numerikus szimulációkat készítettek a magnetárok mágneses tulajdonságainak és fejlődésének leírására. Ennek során felfedeztek egy dinamó-mechanizmushoz hasonló folyamatot, amelynek révén egy neutroncsillag képes a tipikus magnetárokénál valamelyest gyengébb, de még így is igencsak erős mágneses teret generálni. Ez a folyamat pedig magában foglalja azt a jelenséget, hogy a szupernóvaként felrobbanó csillag ledobott külső burka visszahull a csillag magjából újonnan kialakuló neutroncsillagra, amelynek során a neutroncsillag mágneses tere egyre erősebbé válik. Az itt leírt jelenséget a szaknyelv a Tayler-Spruit dinamó névvel illette.
Ezt a mechanizmust bár már közel 25 éve ismerjük, most először sikerült olyan számítógépes szimulációt alkotni, amely megfelelően reprodukálja.
(Neutron)csillag születik!
A neutroncsillagok tehát nagy, a Napunk tömegét 8-30-szorosan meghaladó tömegű csillagok halálakor jönnek létre. Az ilyen csillagokban a fúzió egészen a vasmag állapotáig folytatódik. Amikor ez a bizonyos vasmag elér egy bizonyos határtömeget, a csillag magjában felborul az egyensúly, és gravitációsan összeomlik. Ezen összeomlás során a csillag magjából egy kis méretű, sűrű neutroncsillag alakul ki, amelyre behullanak a csillag külső rétegei. Mivel azonban ez a neutroncsillag igen kemény, a befelé hulló burok visszapattan róla, és egy kifelé terjedő lökéshullámot hoz létre. Ezt a jelenséget nevezzük magösszeomlásos szupernóva-robbanásnak.
A folyamat eredményként létrejött neutroncsillag kb. 20 km-es átmérőjű, és olyan sűrű, hogy egy teáskanálnyi darabkája a Földre hozva körülbelül 10 millió tonnát nyomna. A magösszeomlásnak azonban más érdekes hozadékai is vannak. Képzeljük el azt, amikor a jégkorcsolyázó maga mellé húzza kezeit és leguggol. Szinte magunk előtt látjuk, amint a korcsolyázó forgása begyorsul. Mindez a perdületmegmaradás törvényének köszönhető. Ehhez hasonlóan a csillag magjának forgása is felgyorsul az összeomlás folyamán, és mindemellett a csillag mágneses tere is az újonnan kialakult neutroncsillag köré rendeződik. Épp ezért tehát a neutroncsillagok rendkívül gyorsan forgó, nagy mágneses terű objektumok, amelyek környezetében táguló anyagfelhőként megmarad a halálakor felrobbant csillag külső burkainak anyaga.
Ennek az anyagnak egy része visszahullhat a neutroncsillag felszínére, és ezáltal annak mágneses tere, illetve forgása még erősebbé/gyorsabbá válik. Ekkor a mágneses tér erősségének növelésében nagy szerepet játszik a Tayler-Spruit dinamó. Ezen mechanizmus alapja a perdület mágneses térré történő átalakítása. A folyamat azonban igen bonyolult abban az esetben, ha a csillag (ez esetben neutroncsillag) mágneses tere jóval erősebb, mint a külső mágneses tér, így a kutatók a későbbiekben tovább szeretnék pontosítani az ezzel kapcsolatos szimulációkat.
Az itt leírtakról szóló eredmények a nívós, Nature Astronomy című szaklapban jelentek meg.
A cikk forrása: https://www.space.com/rapidly-spinning-neutron-stars-universe-strongest-magnetic-fields
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet