Pulsāri ir milzīgi pastāvīgie magnēti, saka fiziķi

Pulsāri ir vienas no eksotiskākajām lietām Visumā. Šie objekti ir rotējošas neitronu zvaigznes, kas izstaro starojumu no saviem magnētiskajiem poliem. Šķiet, ka tie pulsē, jo magnētiskā ass nav saskaņota ar rotācijas asi, tāpēc pols parādās un iziet no redzesloka, kad neitronu zvaigzne griežas.





Bet arī pulsāri ir mīklas. Parastais uzskats ir tāds, ka to magnētiskais lauks rodas no lādētu daļiņu kustības, tām rotējot. Šīm lādētajām daļiņām vajadzētu uzvesties kā superšķidrumam, un tāpēc tām vajadzētu nonākt līdzās rotācijas asij. Kopš tā laika tas tā noteikti nav.

Turklāt šāda veida superfluid strāvas, visticamāk, ir ļoti nestabilas, radot svārstības magnētiskajā laukā. Bet pulsāri ir labi pazīstami kā pārsteidzoši stabili. Kā tas var būt?

Vēl viena problēma ir tā, kā pulsāri nonāk ar tik spēcīgiem magnētiskajiem laukiem. Parastais uzskats ir tāds, ka sabrukšanas process supernovas laikā kaut kādā veidā koncentrē sākotnējās zvaigznes lauku. Tomēr zvaigzne zaudē lielu daļu sava materiāla, kad tā eksplodē kā supernova, un tas, iespējams, aiznes arī lielu daļu no tās magnētiskā lauka. Bet dažu pulsāru lauki ir pat 10^12 Teslas, kas ir daudz vairāk, nekā var izskaidrot ar šo procesu.



Šodien Johans Hanssons un Anna Ponga no Luleas Tehnoloģiju universitātes Zviedrijā iesaka gudru izeju no šīs mīklas. Viņi norāda, ka ir arī cits magnētisko lauku veidošanās veids, kas nav lādētu daļiņu kustība. Šis cits process ir saistīts ar ķermeņa sastāvdaļu magnētisko lauku izlīdzināšanu, kā rezultātā veidojas feromagnēti.

Viņu ierosinājums ir tāds, ka, veidojoties neitronu zvaigznei, neitronu magnētiskie momenti izlīdzinās, jo tā ir starp tiem esošo kodolspēku zemākā enerģijas konfigurācija. Kad šī izlīdzināšana notiek, spēcīgs magnētiskais lauks faktiski tiek iesaldēts.

Tas padara neitronu zvaigznes par milzīgiem pastāvīgiem magnētiem. Hansons un Ponga tos sauc par neitromagnētiem.



Neitromagnēts būtu ļoti stabils, tāpat kā pastāvīgs feromagnēts. Lauks, visticamāk, sakrīt ar zvaigznes sākotnējo lauku, kas, lai arī daudz vājāks, darbojas kā sēkla, kad lauks veidojas. Zīmīgi, ka tam nav jābūt tādā pašā virzienā kā griešanās asij.

Turklāt, tā kā visām neitronu zvaigznēm ir aptuveni vienāda masa, Hansons un Ponga var aprēķināt maksimālo lauka stiprumu, kas tiem būtu jāģenerē. Izrādās, ka šis skaitlis ir aptuveni 10^12 Teslas, tieši tā vērtība, kas tiek novērota augstākās stiprības laukos ap neitronu zvaigznēm.

Tas nekavējoties atrisina vairākas izcilās mīklas par pulsāriem ārkārtīgi vienkāršā veidā.



Teorija arī ir pārbaudāma. Tas paredz, ka neitronu zvaigznēm nevar būt magnētiskais lauks, kas lielāks par 10^12 teslām. Tātad, atklājot neitronu zvaigzni ar spēcīgāku lauku, tas nekavējoties tiktu iznīcināts.

Taču šī ideja rada arī dažus savus jautājumus. Ne mazāk svarīgi ir tas, vai neitronu magnētiskie momenti vispār var izlīdzināties tā, kā to iesaka Hanssons un Ponga. No pirmā acu uzmetiena Pauli izslēgšanas princips, šķiet, izslēdz iespēju, ka neitroni tiek izlīdzināti šādā veidā.

Bet Hanssons un Ponga norāda uz laboratorijas eksperimentiem, kas liecina, ka kodola griezieni var kļūt sakārtoti, piemēram, feromagnēti. Jāatceras, ka kodolfizika šajos ārkārtējos apstākļos un blīvumos nav zināma a priori, tāpēc var tikt piemērotas vairākas negaidītas īpašības (piemēram, neitromagnētisms), viņi saka.



Hansons un Ponga ir pirmie, kas saka, ka viņu ideja ir spekulatīva. Lai kā arī būtu, tam piemīt arī zināma elegance un skaidrojošais spēks, kas padara to vērts tiekties ievērojami detalizētāk.

Atsauce: arxiv.org/abs/1111.3434 : Pulsāri: Kosmiskie pastāvīgie 'neitromagnēti'?

paslēpties