Vita dvärgar har några förvånansvärt starka magnetfält, och ett team av astronomer kan äntligen ha hittat orsaken. När de svalnar kan de aktivera en dynamomekanism som liknar den som driver jordens magnetfält.
Vissa vita dvärgar har magnetiska fält en miljon gånger starkare än jorden, men ursprunget till dessa fält har varit ett mysterium för astronomer ända sedan upptäckten av den första magnetiserade vita dvärgen på 1970-talet. Det största problemet är att vita dvärgar har alla möjliga olika magnetfält - och vissa har dem inte alls.
Ny forskning publicerad iNatur astronomi, ledd professor Dr. Matthias Schreiber från Núcleo Milenio de Formación Planetaria vid Universidad Santa María i Chile, kan ge ett svar: dynamoprocesser inuti vita dvärgar kan driva upp några ganska imponerande magnetfält.
Professor Boris Gänsicke vid institutionen för fysik vid University of Warwick, som bidragit till arbetet, säger: ”Vi har länge vetat att det saknades något i vår förståelse av magnetfält hos vita dvärgar, eftersom statistiken härrör från observationerna var helt enkelt inte vettiga. Tanken att, åtminstone i några av dessa stjärnor, fältet genereras av en dynamo kan lösa denna paradox. En del av er kanske kommer ihåg dynamo på cyklar: att vrida på en magnet producerar elektrisk ström. Här fungerar det tvärtom, materialets rörelse leder till elektriska strömmar som i sin tur genererar magnetfältet.”
För att få en dynamo att fungera behöver du ett lager konvektionsmaterial. Det rörande, roterande materialet kan ta svaga magnetfält kan vika tillbaka dem på sig själva och förstärka dem.
'Huvudingrediensen i dynamo är en solid 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.
När en vit dvärg först bildas är det en het, tät boll av flytande kol och syre. Men när det börjar svalna bildar en del av kolet och syret ett kristallgitter. Den kristalliserade kärnan bildar grunden på vilken ett konvektivt lager kan sitta. Om den vita dvärgen samlar ihop material från en närliggande följeslagare , kan den börja snurra snabbt och sätta kraft på dynamo.
'Eftersom hastigheterna i vätskan kan bli mycket högre hos vita dvärgar än på jorden, är de genererade fälten potentiellt mycket starkare. Den här dynamomekanismen kan förklara förekomsten av starkt magnetiska vita dvärgar i många olika sammanhang, och särskilt de för vita dvärgar i dubbelstjärnor”, säger Schreiber.
Dynamomekanismer är vanliga i hela universum, och detta arbete visar hur dessa mekanismer kan lösa detta årtionden gamla problem. 'Det fina med vår idé är att mekanismen för generering av magnetfält är densamma som på planeter. Denna forskning förklarar hur magnetfält genereras i vita dvärgar och varför dessa magnetiska fält är mycket starkare än de på jorden. Jag tycker att det är ett bra exempel på hur ett tvärvetenskapligt team kan lösa problem som specialister inom bara ett område skulle ha haft svårt med”, tillägger Schreiber.