Naukowcy pełniący rolę „archeologów gwiezdnych” odkryli dowody „skamieniałego” magnetyzmu wewnątrz białych karłów – gęstych, stygnących pozostałości martwych gwiazd. Odkrycie to stanowi kluczowe ogniwo w zrozumieniu ewolucji gwiazd, a mianowicie procesu przejścia od masywnych „czerwonych olbrzymów” do zwartych białych karłów.
Badania te nie są jedynie akademicką ciekawostką; daje klucz do zrozumienia, jaki los czeka nasze własne Słońce.
Most ewolucyjny: od czerwonych olbrzymów do białych karłów
Aby zrozumieć istotę tego odkrycia, należy wziąć pod uwagę cykl życia gwiazdy porównywalnej masą do naszego Słońca. Proces ten przebiega według przewidywalnej, choć dramatycznej sekwencji:
- Faza czerwonego olbrzyma: Za około 5 miliardów lat we wnętrzu Słońca zabraknie wodoru. Bez ciśnienia termojądrowego przeciwdziałającego grawitacji rdzeń zapadłby się, powodując rozszerzenie zewnętrznych warstw do 100-krotności ich obecnych rozmiarów. Na tym etapie Słońce stanie się czerwonym olbrzymem, który może potencjalnie pochłonąć Ziemię i inne wewnętrzne planety ziemskie.
- Faza białego karła: Po około miliardzie lat bycia czerwonym olbrzymem gwiazda zrzuci swoje zewnętrzne warstwy w przestrzeń kosmiczną, tworząc mgławicę. To, co pozostanie, to odsłonięte, tlące się jądro: biały karzeł.
Na przestrzeni lat astronomowie zauważyli rozbieżność: pola magnetyczne znajdują się głęboko w jądrach czerwonych olbrzymów, ale można je również zaobserwować na powierzchniach białych karłów.
Odrodzenie teorii „pola kopalnego”.
Zespół badawczy kierowany przez Lukasa Einramhofa z Austriackiego Instytutu Nauki i Technologii (ISTA) sugeruje, że te dwa zjawiska to w rzeczywistości jedno i to samo. Testują model pola kopalnego – teorię, że pola magnetyczne utworzone na początku życia gwiazdy utrzymują się przez całą jej ewolucję i ostatecznie „ujawniają się” na powierzchni, gdy gwiazda staje się białym karłem.
Wykorzystując asterosejsmologię – metodę badania „trzęsień gwiazd” lub kołysania się gwiazd – zespół był w stanie zajrzeć do wnętrza tych źródeł światła. Ich ustalenia wskazują, co następuje:
– Połączenia strukturalne: Biały karzeł to w zasadzie odsłonięte jądro byłego czerwonego olbrzyma. Dlatego magnetyzm widoczny na powierzchni białego karła jest najprawdopodobniej tym samym magnetyzmem, który kiedyś był ukryty w jądrze czerwonego olbrzyma.
– Geometria pola: Pole magnetyczne nie jest skupione w jednym punkcie, ale ewoluuje w strukturę segmentową, przypominającą wzór na piłce do koszykówki, natomiast jego natężenie na powierzchni jest wyższe niż w rdzeniu.
– Skala magnetyzmu: Aby ta teoria została potwierdzona, pole magnetyczne musi zajmować znaczną część jądra gwiazdy, a nie być zjawiskiem lokalnym.
Dlaczego jest to ważne dla naszego Słońca?
Chociaż możemy szczegółowo obserwować inne gwiazdy, centrum naszego Słońca pozostaje tajemnicą. Obecnie modele słoneczne zakładają, że jądro Słońca nie jest magnetyczne, ale jest to jedynie założenie, a nie udowodniony fakt.
„Jeśli okaże się, że jest [magnetyczny], ta informacja zmieni wszystko, co wiemy i wszystkie modele, na których opieraliśmy naszą pracę” – mówi Einramhof.
Obecność silnego pola magnetycznego w jądrze Słońca może zasadniczo zmienić nasze rozumienie długości jego życia. Jeśli pola magnetyczne pomogą w przenoszeniu wodoru z zewnętrznych warstw do jądra, Słońce może potencjalnie przetrwać dłużej, niż przewidują obecne modele naukowe. I odwrotnie: magnetyzm może prowadzić na zupełnie inną ścieżkę ewolucji niż ta, której się spodziewamy.
Wniosek
Łącząc sygnatury magnetyczne czerwonych olbrzymów z sygnaturami białych karłów, naukowcy zamykają ogromną lukę w teorii ewolucji gwiazd. Dowody na istnienie „pola kopalnego” wskazują, że magnetyzm jest trwałą siłą strukturalną w gwiazdach, która może na nowo zdefiniować nasze rozumienie wewnętrznej mechaniki Słońca i jego ostatecznego upadku.
