¿Por qué los magnetares tienen campos magnéticos tan intensos y por qué los púlsares no tienen campos magnéticos más fuertes?

Los púlsares son cadáveres estelares que sirven como los faros de radio de la galaxia. Girando varias veces por segundo, destellan la galaxia con un haz de ondas de radio. Los magnetares son similares, pero emiten rayos X y a una velocidad mucho más lenta, aproximadamente una vez cada 10 segundos más o menos. También ocasionalmente dejan escapar una explosión de poderosos rayos gamma.

Hay alrededor de 1.500 púlsares conocidos, pero solo unos diez magnetares firmemente identificados. Lo que hace que los magnetares sean especiales es su campo magnético, que es miles de veces más fuerte que el de los púlsares normales y miles de millones de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra y el de cualquier imán en la Tierra.

El magnetar es una estrella de neutrones con un campo magnético increíble. Ningún otro objeto se ha observado realmente con fuerzas magnéticas tan impresionantes como el magnetar. Hasta ahora, solo se han descubierto 10 de estos objetos inusuales, y su campo magnético tiene una intensidad de hasta 100 mil millones de teslas. En comparación, la intensidad del campo magnético de la Tierra es de ~ 0.00006 teslas, casi tan potente como un imán de refrigerador. 🙂

La fuente de campos magnéticos tan poderosos ha sido un misterio desde que se descubrió el primer magnetar en 1998, pero recientemente los físicos del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica investigaron el gas alrededor de un magnetar conocido simplemente como 1E1048.1-5937, ubicado a 9,000 luces. años de distancia en la constelación de Carina. Encontraron evidencia de que la estrella original, de la cual se formó el magnetar, tenía una masa de 30 a 40 veces mayor que la del Sol. Una estrella de ese tamaño es muy rara. Un comienzo tan fuerte ayudaría a explicar la diferencia entre los magnetares y sus primos cercanos, los púlsares. Encontraron evidencia de esto en un enorme vacío, de más de 70 años luz de diámetro, que apareció en sus datos de radio mientras estudiaba el magnetar 1E-1048.1-5937, y la burbuja vacía se centró en el magnetar y continuó expandiéndose.

Explicaron que la radiación del magnetar no puede ser la causa de la gran cavidad, ya que eso requeriría la absorción de demasiados rayos X que se ven. En cambio, un viento estelar de la estrella progenitora del magnetar debe haber limpiado el gas en el área. El viento estelar habría sido cinco veces más rápido que el viento solar de partículas cargadas y probablemente un millón de veces más denso. La energía implícita es 25 millones de veces la de nuestro viento solar.

Se necesita una estrella muy masiva, unas 30 a 40 masas solares, para generar una ráfaga tan poderosa. Si esta es la explicación correcta, entonces la estrella progenitora vivió entre 5 y 6 millones de años antes de explotar, creando la magnetar en sus cenizas. (Las estrellas masivas mueren jóvenes. Nuestro Sol de mediana edad, en comparación, tiene alrededor de 4.600 millones de años.) En conclusión, si los magnetares surgen de estrellas más masivas, entonces solo el 10 por ciento de las estrellas de neutrones pasarán por la etapa de magnetar – gobernando Descubrimos algunas teorías de que todos los púlsares pasan algún tiempo como magnetares.

Origen de los imanes más poderosos del universo

A2A.

Los magnetares, como los púlsares y otras estrellas de neutrones, se forman por el colapso de una gran estrella moribunda. Conservando el momento angular (~ r) y el flujo magnético (~ r ^ 2), que está bloqueado en el plasma, las estrellas de neutrones generalmente giran rápidamente (milisegundos a horas) y tienen campos magnéticos de aproximadamente 10 ^ 8 Tesla.

Los magnetares, inferidos de las observaciones de pulsos de radiación excesivamente fuertes, tienen campos magnéticos más de 1000 veces más fuertes. Durante el proceso de supernova, que todavía no se conoce bien, algunas estrellas pueden activar una intensa y dinámica dinamo magnética. Una dinamo convierte el flujo de calor y la energía rotacional para amplificar rápidamente el campo magnético.

Después de que la estrella de neutrones se haya relajado en un estado cuasi-quiescente, los campos magnéticos se difunden gradualmente fuera de la estrella: se cree que los magnetares tienen vidas relativamente cortas de unas pocas decenas de miles de años.

Puede ser útil poner las cosas en perspectiva aquí.

Su estrella de neutrones común y corriente tiene en su superficie un campo magnético aproximadamente 1000 veces más fuerte que un NMR que podría haber visto causar estragos en cosas como muebles de oficina.

El campo de una estrella de neutrones (a pesar de los efectos de aplastamiento de la gravedad superficial) separaría preferentemente sus átomos a lo largo de diferentes líneas de campo por sus protones de números pares e impares.

Así de fuertes son los campos magnéticos de estrellas de neutrones.

Y, ahora, ¿quieres saber por qué no son 10 ^ 12 veces más fuertes como los magnetares? Apenas tenemos la física para dar cuenta de la existencia de tales cosas, y mucho menos de mecanismos explicativos para entornos en los que el momento dipolar dentro de los nucleones se convierte en un peligro para su existencia.

Citar

Los campos fuertes de los magnetares se entienden como resultado de un proceso de dinamo magnetohidrodinámico en el fluido conductor turbulento y extremadamente denso que existe antes de que la estrella de neutrones se establezca en su configuración de equilibrio. Estos campos luego persisten debido a las corrientes persistentes en una fase de materia superconductora de protones que existe a una profundidad intermedia dentro de la estrella de neutrones (donde los neutrones predominan en masa). Un proceso de dinamo magnetohidrodinámico similar produce campos transitorios aún más intensos durante la fusión de pares de estrellas de neutrones.

Entre comillas

Eso es sánscrito para mí, espero que ayude …

Todo lo que sé sobre Magnetars está en el artículo de Wikipedia, pero al leerlo, se cree que el campo magnético tiene que estar en un cierto rango cuando se forma la estrella de neutrones para que un generador Magnetohidrodinámico se inicie y cree un campo fuerte. (Este es el mismo mecanismo que implica un chapoteo de fluido conductor que se cree que crea el campo de la Tierra en el núcleo externo).

Hay mucha corriente. La tierra produce un enorme campo magnético, pero gira una vez al día. Además, el campo es consistente con esta rotación diaria.

Para un cuerpo típico, si M es la masa e I es la corriente, entonces I es proporcional a L, y el momento magnético es proporcional a IL² = L³. El campo magnético es producido por una gran dinamo.

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