Forskere teoretiserer oprindelsen af ​​magnetarer, de stærkeste magneter i universet

Hvordan bliver nogle neutronstjerner til de stærkeste magneter i universet? Et tysk-britisk hold af astrofysikere har fundet et muligt svar på spørgsmålet om, hvordan magnetarer dannes. De brugte store computersimuleringer til at demonstrere, hvordan sammensmeltningen af ​​to stjerner skaber stærke magnetfelter. Hvis sådanne stjerner eksploderer i supernovaer, magnetarer kan resultere. Forskere fra Heidelberg Universitet, Max Planck Society, Heidelberg Instituttet for Teoretiske Studier, og University of Oxford var involveret i forskningen. Resultaterne blev offentliggjort i Natur .

Universet er trådet af magnetiske felter. Solen, for eksempel, har en kuvert, hvori konvektion kontinuerligt genererer magnetiske felter. "Selvom massive stjerner ikke har sådanne konvolutter, vi observerer stadig en stærk, stort magnetfelt ved overfladen af ​​omkring 10 procent af dem, " forklarer Dr. Fabian Schneider fra Center for Astronomi ved Heidelberg Universitet, hvem er den første forfatter til undersøgelsen i Natur . Selvom sådanne felter blev opdaget i 1947, deres oprindelse har hidtil været uhåndgribelig.

For over et årti siden, videnskabsmænd foreslog, at stærke magnetiske felter dannes, når to stjerner støder sammen. "Men indtil nu, vi var ikke i stand til at teste denne hypotese, fordi vi ikke havde de nødvendige beregningsværktøjer, " siger Dr. Sebastian Ohlmann fra Max Planck Society's computercenter i Garching nær München. Denne gang, forskerne brugte AREPO-koden, en meget dynamisk simuleringskode, der kører på computerklynger fra Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), at forklare egenskaberne ved Tau Scorpii (τ Sco), en magnetisk stjerne beliggende 500 lysår fra Jorden.

I 2016 Fabian Schneider og Philipp Podsiadlowski fra University of Oxford indså, at τ Sco er en såkaldt blå straggler. Blå eftersiddere er produktet af fusionerede stjerner. "Vi antager, at Tau Scorpii opnåede sit stærke magnetfelt under fusionsprocessen, " forklarer Prof. Dr. Philipp Podsiadlowski. Gennem sine computersimuleringer af τ Sco, det tysk-britiske forskerhold har nu påvist, at stærk turbulens under sammensmeltningen af ​​to stjerner kan skabe et sådant felt.

Stjernesammenlægninger er relativt hyppige. Forskere antager, at omkring 10 procent af alle massive stjerner i Mælkevejen er produkter af sådanne processer. Dette er i god overensstemmelse med forekomsten af ​​magnetiske massive stjerner, ifølge Dr. Schneider. Astronomer tror, ​​at netop disse stjerner kan danne magnetarer, når de eksploderer i supernovaer.

Dette kan også ske med τ Sco, når den eksploderer ved slutningen af ​​dens levetid. Computersimuleringerne tyder på, at det genererede magnetfelt ville være tilstrækkeligt til at forklare de usædvanligt stærke magnetfelter i magnetarer. "Magnetærer menes at have de stærkeste magnetfelter i universet - op til 100 millioner gange stærkere end det stærkeste magnetfelt, der nogensinde er produceret af mennesker, " siger Friedrich Röpke fra HITS.