Powstanie pola magnetycznego gwiazd neutronowych

Wydaje się trochę sprzeczne z intuicją, że gwiazdy neutronowe posiadają tak silne pola magnetyczne. Jego ładunek elektryczny jest prawdopodobnie zerowy, więc bez względu na to, jak szybko wiruje, nie powinien wytwarzać żadnego pola magnetycznego. A może jest to spowodowane ładunkami elektrycznymi kwarków lub ich wewnętrznymi spinami?

neutron-star

— Ashpool
źródło

Silne pola magnetyczne w gwiazdach neutronowych powinny pochodzić z zachowania strumienia magnetycznego . Jeśli mamy:

Φ_{B} = \int B d S = const

$\Phi_B = \int B\ \mathrm{d}S = \text{const}$

gdzie $\Phi_B$ jest strumieniem pola magnetycznego, $B$ to siła pola magnetycznego, oraz $\mathrm{d}S$ jest elementarną powierzchnią zamkniętą; wówczas ta całka jest stała na całej powierzchni.

Jeśli weźmiemy pod uwagę powierzchnię gwiazdy, nad którą przyjmujemy całkę, niż

S = 4 π R^{2}

$S = 4\pi R^2$

gdzie $R$ jest promieniem gwiazdy. Można to przetłumaczyć łącznie z prawem zachowania strumienia magnetycznego, ponieważ:

B_{f} = B_{i} {(\frac{R_{i}}{R_{f}})}^{2}

$B_f = B_i \left(\frac{R_i}{R_f} \right)^2$

gdzie $i$ i $f$ są wskaźnikami dla początkowego i końcowego etapu. Wiemy, że gwiazda imploduje od dowolnej wielkości gwiazdy do $\sim10 \; \mathrm{km}$ . Tak więc stosunek promieni jest ogromny. Potrzebujesz tylko początkowego pola magnetycznego $10-100 \ \mathrm{G}$ , aby uzyskać końcowe pole magnetyczne rzędu $10^{12} \ \mathrm{G}$ , co jest typowe dla gwiazd neutronowych.

— Py-ser
źródło

Być może chciałbyś dodać, że jest to mało prawdopodobne rozwiązanie dla bardzo silnych pól magnetycznych występujących w magnetarach i podobnych obiektach, gdzie może być wymagane pewnego rodzaju dynamo podczas zapadania się rdzenia.

— Rob Jeffries

Dlaczego zachowuje się strumień magnetyczny w gwieździe (zapadający się, aby uruchomić!), Ale najwyraźniej nie na planecie takiej jak Ziemia (której pole magnetyczne czasami zmienia kierunek)? Spodziewałbym się, że każde „zamówienie” (równoległe spiny lub wszelkie uporządkowane przepływy naładowanej materii, które wytwarzają pole magnetyczne) z czasem osłabną, z bardzo ogólnych powodów, takich jak zwiększenie entropii. (Dlaczego) tak nie jest?

— Peter - przywróć Monikę

@ PeterA.Schneider, zachowanie strumienia magnetycznego odnosi się do wielkości pola magnetycznego (jest to całka). To właśnie zostaje zachowane podczas zawalenia. Do końca komentarza: przepraszam, ale nie rozumiem, co masz na myśli. Może możesz stworzyć zupełnie nowe pytanie?

— Py-ser

Dzięki za odpowiedź. Po prostu ja (będąc zainteresowanym laikiem) nigdy nie słyszałem o zachowaniu strumienia magnetycznego, który wydaje się oczywisty dla ciebie i najwyraźniej dla innych czytelników. Zasadniczo, szczególnie w większych skalach czasowych, nie wydaje się, aby istniała taka ochrona: na przykład strumień magnetyczny Ziemi zmienia się znacznie w czasie (geologicznym). Dlaczego można założyć zachowanie strumienia magnetycznego dla zapadającej się gwiazdy?

— Peter - przywróć Monikę

Jak zasugerowałem, zasługuje to na zupełnie nowe pytanie. W szczególności należy określić skale czasowe, aby uzyskać spójną odpowiedź.

— Py-ser