Gwiazdy neutronowe to jedne z najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie. Powstają jako pozostałości po eksplozjach masywnych gwiazd i charakteryzują się ogromną gęstością oraz silnym polem magnetycznym. Jednak niektóre z nich mają pole magnetyczne nawet tysiąc razy silniejsze niż przeciętna gwiazda neutronowa. Takie obiekty nazywane są magnetarami. Ich pochodzenie długo pozostawało zagadką, ale nowe badania opublikowane w Nature Astronomy pomagają nam lepiej zrozumieć, jak powstają te niezwykłe gwiazdy.

Dotychczasowe teorie sugerowały, że magnetary generują swoje pola magnetyczne za pomocą tzw. dynama – procesu, w którym ruch przewodzącego materiału tworzy pole magnetyczne. Podobny mechanizm zachodzi w jądrze Ziemi, gdzie konwekcja ciekłego żelaza odpowiada za powstanie magnetosfery naszej planety. Jednak w przypadku gwiazd neutronowych mamy do czynienia z jeszcze bardziej ekstremalnymi warunkami – ich rdzenie składają się z nukleonów, a nie atomów, co sprawia, że tradycyjne modele dynama nie były w pełni satysfakcjonujące.

Aby rozwiązać tę zagadkę, naukowcy skupili się na badaniu tzw. magnetarów niskiego pola. Te obiekty, mimo stosunkowo słabszego pola magnetycznego, wciąż emitują intensywne rozbłyski promieniowania X i gamma. Teoretycznie nie powinny mieć wystarczająco silnego pola, aby generować takie zjawiska, co sugeruje, że ich magnetyzm może czasowo rosnąć.

Zespół badawczy przeprowadził szczegółowe symulacje komputerowe różnych modeli dynama, aby znaleźć ten, który najlepiej pasuje do rzeczywistych obserwacji. Okazało się, że kluczową rolę odgrywa tu mechanizm zwany dynamem Taylera–Spruita. Ten proces polega na tym, że różne warstwy gwiazdy neutronowej obracają się z różnymi prędkościami, co prowadzi do wzbudzenia silnych pól magnetycznych.

Co więcej, badania wykazały, że moment pędu, który gwiazda neutronowa zyskuje podczas eksplozji supernowej, może powodować różnicową rotację we wnętrzu magnetara. Ta rotacja może zasilać dynamo, które wytwarza intensywne pole magnetyczne. To właśnie ten mechanizm może być odpowiedzialny za nagłe rozbłyski promieniowania, które są charakterystyczne dla magnetarów.

Odkrycie to ma ogromne znaczenie dla naszej wiedzy o gwiazdach neutronowych i ekstremalnych warunkach fizycznych panujących w kosmosie. Pokazuje, że magnetary mogą powstawać na kilka różnych sposobów, a ich niezwykła siła magnetyczna jest efektem złożonych procesów wewnętrznych. To dopiero początek badań nad tymi tajemniczymi obiektami, a przyszłe obserwacje mogą dostarczyć jeszcze więcej informacji na temat ich ewolucji i wpływu na otoczenie.

Źródło: Universe Today