Magneto-archeologie: nieuwe modellen leggen verband tussen magnetische velden van witte dwergen en hun voorgangers

Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van experts van het Institute of Science and Technology Austria (ISTA), heeft theoretische modellen gepresenteerd die voor het eerst een direct verband leggen tussen de magnetische velden op het oppervlak van witte dwergen en de velden in de kernen van hun voorgangers, de rode reuzen. De onderzoeksresultaten, die begin 2026 in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd, bevestigen het concept van 'fossiele velden', waarbij magnetische velden in de vroege stadia van een sterrenleven ontstaan en gedurende de gehele verdere evolutie behouden blijven.

Het onderzoek met de titel 'Magneto-archeologie van witte dwergen', waarin een sleutelrol was weggelegd voor promovendus Lukas Einramhof en universitair hoofddocent Lisa Bugnet van het ISTA, maakt gebruik van asteroseismologische gegevens om de berekeningen te kalibreren. Deze doorbraak is van cruciaal belang voor het begrijpen van stellaire evolutieprocessen, waaronder de verre toekomst van onze zon, die momenteel een 4,6 miljard jaar oude hoofdreeksster is. Asteroseismische metingen, waarbij variaties in helderheid door akoestische en gravitatiegolven worden bestudeerd, hebben bewijs geleverd voor de aanwezigheid van sterke magnetische velden in de radiatieve kernen van rode reuzen.

Aangezien een witte dwerg de blootgelegde kern is van een rode reus die zijn buitenste lagen heeft afgestoten, slaagt het nieuwe onderzoek erin de in de reuzenkernen gemeten veldsterkten te koppelen aan de voorspelde waarden voor gemagnetiseerde witte dwergen. Dit versterkt de theorie van het 'fossiele veld' als een aannemelijke verklaring voor stellair magnetisme. Simulaties van het team, specifiek voor een ster met 1,5 keer de massa van de zon, toonden aan dat velden die verbonden zijn met de convectieve kern tijdens de hoofdreeksfase, in de rode reusfase te diep in de kern 'begraven' zouden liggen om overeen te komen met de waargenomen velden van witte dwergen.

Berekeningen laten zien dat wanneer het veld is ontstaan in de kern tijdens de hoofdreeks of de radiatieve kern heeft gevuld tijdens de evolutie op de rode reuzentak, de gemeten veldsterkten van de waterstofverbrandende schil in rode reuzen overeenkomen met de veldamplituden van gemagnetiseerde witte dwergen. Simulaties suggereren bovendien dat magnetische velden behouden kunnen blijven als schilstructuren, waarbij de veldsterkte aan de periferie groter is dan in het centrum, zelfs na het afstoten van de buitenlagen.

Een van de belangrijkste onbeantwoorde vragen is of de kern van de zon momenteel een magnetisch veld bezit, aangezien standaardmodellen vaak het tegendeel aannemen. De magnetisatie van de zonnekern zou de voorspellingen over haar levensduur kunnen veranderen, doordat de ster mogelijk waterstof naar de binnenkern kan transporteren en zo haar levensduur kan verlengen. Het ISTA-onderzoek, deels gefinancierd door de Europese Onderzoeksraad, schept duidelijkheid over het 'magnetische geheugen' van sterren door hun verleden te verbinden met het heden in de stellaire levenscyclus.