"Maailmankaikkeuden voimakkaimmat magneettikentät" - magnetarien muodostumiselle löytyi simulaatioissa selitys

Miksi joillakin neutronitähdillä on ainutlaatuisen voimakas magneettikenttä? Kansainvälinen tutkimusryhmä suoritti aiheesta simulaatioita.

Suurin osa neutronitähdistä syntyy, kun yli yhdeksän kertaa Aurinkoa massiivisempi tähti räjähtää supernovana. Tuolloin sen ydin romahtaa neutronitähdeksi.  

Poikkeuksellisen voimakasta, normaaliin verrattuna jopa tuhatkertaisen magneettikentän omaavaa neutronitähteä kutsutaan magnetariksi.

Magnetarien magneettikenttä voi olla voimakkuudeltaan luokkaa 1011 teslaa. Mikään taivaankappale ei yllä vastaavaan universumissa.  

Hillitöntä lukua avaa vertailu maapallon magneettikenttään. Magnetarin magneettikenttä on 10 000 000 000 000 000 kertaa vahvempi. 

Jos yksi magnetar-tähti tuotaisiin noin 200 000 kilometrin etäisyydelle maapallosta, se pyyhkisi kaikki ihmiskunnan luottokortit tyhjiksi. 

Mistä magnetarien raju magneettikenttä sitten on peräisin? 

Kahtena päävaihtoehtona on pidetty periytymistä romahtavalta tähdeltä tai syntyä romahdusprosessissa. Kansainvälisen tutkimusryhmän suorittamat simulaatiot antavat nyt tukea jälkimmäiselle oletukselle.

Ryhmän simulaatiossa mallinnettiin neutronitähden syntymistä. Ensimmäisten sekuntiensa aikana se jäähtyy säteilemällä neutriinoja.

Jäähtyminen saa aikaan sisäisiä aineen virtauksia. Tutkimusryhmä uskoo niiden voimistavan alkuperäisen tähden heikompaa magneettikenttää.

Kun syntyvä neutronitähti pyöri riittävän vinhaa, lopputulos oli huippuvoimakas magneettikenttä.      

"Mallimme osoittaa, että alle 8 millisekunnin pyörimisajat mahdollistavat paljon tehokkaamman dynamoprosessin kuin hitaammalla pyörimisellä", selittää Raphaël Raynaud CEA:sta. 

Oheiset simulaatiokuvat esittävät vastasyntyneen neutronitähden sisällä virtaavassa kerroksessa muodostuvan magneettikentän viivoja.

Tarpeeksi suurella nopeudella pyöriminen mahdollistaa magneettikenttien selvästi tehokkaamman suuntautumisen ja magnetareille ominaisen voimakkuuden.

Aiheesta lisää Max Planck -instituutti (englanniksi)