Magnetoarcheologia: nowe modele łączą pola białych karłów z ich gigantycznymi poprzednikami

Międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez ekspertów z Instytutu Nauki i Technologii Austrii (ISTA), przedstawił modele teoretyczne, które po raz pierwszy wykazują bezpośredni związek między polami magnetycznymi obserwowanymi na powierzchni białych karłów a polami wykrytymi w jądrach ich poprzedników – czerwonych olbrzymów. Wyniki badania, opublikowane w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics” na początku 2026 roku, potwierdzają koncepcję „pól kopalnych”, zgodnie z którą pola magnetyczne formują się na wczesnych etapach życia gwiazd i utrzymują się przez całą ich późniejszą ewolucję.

Praca zatytułowana „Magnetoarcheologia białych karłów”, w której kluczową rolę odegrali doktorant Lukas Einramhof oraz adiunkt Lisa Bugnet z ISTA, wykorzystuje dane z asterosejsmologii do kalibracji obliczeń. Ten przełom ma krytyczne znaczenie dla zrozumienia procesów ewolucji gwiazd, w tym dalekiej przyszłości naszego Słońca, będącego obecnie gwiazdą ciągu głównego o wieku 4,6 miliarda lat. Pomiary asterosejsmiczne, badające wahania jasności wywołane falami akustycznymi i grawitacyjnymi, dostarczyły dowodów na obecność silnych pól magnetycznych w radiacyjnych wnętrzach czerwonych olbrzymów.

Ponieważ biały karzeł stanowi odsłonięte jądro czerwonego olbrzyma po odrzuceniu jego zewnętrznych warstw, nowa publikacja z powodzeniem zestawia natężenia pól zmierzone w jądrach olbrzymów z tymi przewidywanymi dla namagnesowanych białych karłów. Wzmacnia to teorię „pola kopalnego” jako wiarygodne wyjaśnienie magnetyzmu gwiazdowego. Symulacje przeprowadzone przez zespół, w szczególności dla gwiazdy o masie 1,5 masy Słońca, wykazały, że pola związane z jądrem konwekcyjnym na ciągu głównym byłyby zbyt głęboko „ukryte” w jądrze podczas fazy czerwonego olbrzyma, aby odpowiadać polom obserwowanym u białych karłów.

Obliczenia dowodzą, że jeśli pole powstało w jądrze na ciągu głównym lub wypełniło jądro radiacyjne w miarę ewolucji gwiazdy na gałęzi czerwonych olbrzymów, to zmierzone natężenia pól związane z otoczką spalającą wodór w czerwonych olbrzymach są zgodne z amplitudami pól u namagnesowanych białych karłów. Symulacje sugerują również, że pola magnetyczne mogą przetrwać w formie struktur powłokowych, gdzie natężenie pola na peryferiach przewyższa to w centrum, nawet po utracie zewnętrznych otoczek.

Jedno z kluczowych nierozstrzygniętych pytań dotyczy tego, czy jądro Słońca posiada obecnie pole magnetyczne, gdyż standardowe modele często zakładają coś przeciwnego. Namagnesowanie jądra Słońca mogłoby zmienić prognozy dotyczące jego długowieczności, potencjalnie umożliwiając gwieździe transport wodoru do jądra wewnętrznego i tym samym przedłużając jej życie. Badanie ISTA, częściowo finansowane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, wnosi jasność w kwestię „pamięci magnetycznej” gwiazd, łącząc ich przeszłość z teraźniejszością w cyklu życiowym.