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    Le nane bianche diventano magnetiche man mano che invecchiano

    Un WD su quattro finirà la sua vita permeato da un forte campo magnetico. Credito:ESO/L. Calcada

    Almeno una nana bianca su quattro (WD) finirà la sua vita come stella magnetica, e quindi i campi magnetici sono una componente essenziale della fisica WD. Nuove intuizioni sul magnetismo delle stelle degenerate da una recente analisi di un campione di WD a volume limitato hanno fornito la migliore prova ottenuta finora di come la frequenza del magnetismo nelle WD sia correlata con l'età. Questo potrebbe aiutare a spiegare l'origine e l'evoluzione dei campi magnetici nei WD.

    Più del 90% delle stelle della nostra Galassia termina la propria vita come WD. Sebbene molti abbiano un campo magnetico, è ancora sconosciuto quando appare in superficie, se evolve durante la fase di raffreddamento del WD e, soprattutto, quali sono i meccanismi che lo generano.

    Le osservazioni astronomiche sono spesso soggette a forti pregiudizi. Perché i WD sono stelle morenti, diventano più freschi, e quindi sempre più debole con il tempo. Come conseguenza, le osservazioni tendono a favorire lo studio dei WD più brillanti, che sono calde e giovani. C'è anche un effetto più sottile e controintuitivo. A causa del loro stato degenerato, i WD più massicci sono più piccoli di quelli meno massicci (immagina una serie di sfere in cui le più piccole sono le più pesanti). Poiché i WD più piccoli sono anche più deboli, le osservazioni tendono a favorire anche le stelle meno massicce.

    In sintesi, osservazioni di bersagli selezionati in base alla loro luminosità (ad esempio, osservando tutte le WD più luminose di una certa magnitudine) tendono a concentrarsi su stelle giovani e meno massicce, trascurando totalmente i vecchi WD.

    Un altro problema è che la maggior parte delle osservazioni dei WD sono fatte con tecniche spettroscopiche che sono sensibili solo ai campi magnetici più forti, non riuscendo così a identificare una frazione sostanziale di WD magnetici. La sensibilità della spettropolarimetria ai campi magnetici può essere superiore a due ordini di mangitudine rispetto alla spettroscopia. La spettropolarimetria ha dimostrato che i campi deboli, che sfuggono al rilevamento tramite tecniche spettroscopiche, sono in realtà abbastanza comuni nei WD.

    Al fine di effettuare un'indagine spettropolarimetrica completa, gli astronomi dell'Osservatorio di Armagh e dell'Università dell'Ontario occidentale hanno selezionato tutti i WD dal catalogo di Gaia in un volume entro 20 parsec dal Sole. Circa due terzi di questo campione, o circa 100 WD, non era stata osservata prima e quindi non c'erano dati disponibili in letteratura. Di conseguenza, il team li ha osservati utilizzando lo spettrografo e il polarimetro ISIS sul William Herschel Telescope (WHT), insieme a strumenti simili su altri telescopi.

    Hanno scoperto che i campi magnetici sono rari all'inizio della vita di un WD, quando la stella non produce più energia al suo interno, e inizia la sua fase di raffreddamento. Pertanto un campo magnetico non sembra essere una caratteristica di un WD sin dalla sua "nascita". Più frequentemente, o è generato, o portato sulla superficie stellare durante la fase di raffreddamento del WD.

    Hanno anche scoperto che i campi magnetici dei WD non mostrano segni evidenti di decadimento ohmico, ancora un'indicazione che questi campi sono generati durante la fase di raffreddamento, o almeno continuare ad emergere sulla superficie stellare mentre il WD invecchia.

    Questo quadro è totalmente diverso da quello che si osserva ad esempio nelle stelle magnetiche Ap e Bp della sequenza principale superiore, dove si trova che non solo i campi magnetici sono presenti non appena la stella raggiunge la sequenza principale di età zero, ma anche che l'intensità del campo diminuisce rapidamente con il tempo. Il magnetismo nelle WD sembra quindi essere un fenomeno totalmente diverso dal magnetismo delle stelle Ap e Bp.

    Non solo la frequenza del campo magnetico aumenta con l'età del WD, ma è noto che la frequenza è correlata alla massa stellare, e che i campi appaiono più frequentemente dopo che il nucleo carbonio-ossigeno della stella ha iniziato a cristallizzare. Un meccanismo a dinamo può spiegare i campi più deboli tra quelli osservati nei WD, e lavori recenti suggeriscono che lo stesso meccanismo potrebbe essere in grado di produrre campi più forti di quanto originariamente previsto.

    Per confronto, la forza del campo magnetico terrestre, prodotto da un meccanismo a dinamo, è circa un Gauss. Un meccanismo a dinamo può spiegare campi fino a 0,1 milioni di intensità di Gauss, ma nei campi WDs sono stati osservati fino a diverse centinaia di milioni di Gauss. Per di più, un meccanismo a dinamo ha bisogno di una rotazione veloce, ma questo non è generalmente osservato nei WD. Sono necessarie ulteriori indagini teoriche e osservative per districare questa situazione.


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