Szczelnie skręcone pole magnetyczne używane jako stan początkowy w modelu.
Badanie ewolucji pól magnetycznych wewnątrz gwiazd neutronowych pokazuje, że niestabilności są w stanie wytworzyć potężne punkty magnetyczne, które przetrwały przez miliony lat. Trwa to po zaniku całkowitego pola magnetycznego gwiazdy.
Kiedy masywna gwiazda wydaje wewnętrzne paliwo jądrowe i zapada się pod ciśnieniem własnej grawitacji (eksplozja supernowej), na jej miejsce może pojawić się gwiazda neutronowa. Są to niezwykle gęste obiekty o promieniu 10 km, ale 1,5 raza masywniejsze niż Słońce. Wyposażony w potężne pola magnetyczne i obracający się szybko (niektóre osiągają 100 obrotów na sekundę).
Tworząc modele pól magnetycznych gwiazd neutronowych, wykorzystują obecność biegunów północnego i południowego, przypominając sytuację na ziemi. Ale prosty model „dipolowy” nie wyjaśnia tajemniczych aspektów gwiazd neutronowych. Na przykład, dlaczego niektóre części powierzchni są cieplejsze niż średnia temperatura?
Aby to zrozumieć, naukowcy wykorzystali superkomputer ARC na Uniwersytecie w Leeds. Rozpoczęli symulację numeryczną, która pozwala zrozumieć, w jaki sposób złożone struktury powstają podczas rozwoju pola magnetycznego wewnątrz gwiazdy neutronowej. Ważne jest, aby zrozumieć, że nowo narodzona gwiazda neutronowa nie obraca się równomiernie - różne części mają różne prędkości. Z tego powodu pole magnetyczne jest rozciągnięte. Jest pozbawiony stabilności i spontanicznie generuje węzły, które pojawiają się na powierzchni, tworząc plamy. Te ostatnie tworzą silne prądy elektryczne wytwarzające ciepło.
Struktura pola magnetycznego po stanie niestabilności, która prowadzi do powstawania węzłów i plam magnetycznych
Model pokazuje, że możliwe jest stworzenie pola magnetycznego o promieniu kilku kilometrów i natężeniu pola magnetycznego ponad 10 miliardów Tesli. Punkt ten będzie trwał kilka milionów lat, nawet po upadku pola magnetycznego gwiazdy neutronowej.
Badanie będzie przydatne do badania niektórych dziwactw gwiazd neutronowych. Na przykład, możesz teraz lepiej zrozumieć dziwne zachowanie niektórych magnetarów, w tym SGR 0418 + 5729. Ma niską prędkość obrotową i słabe duże pole magnetyczne. Nadal jednak wyrzuca wysokoenergetyczne promienie.
