Najsilniejsze pola magnetyczne we wszechświecie wytwarzają gwiazdy neutronowe. To bardzo gęste i bardzo ciężkie jądra wypalonych gwiazd, które składają się głównie z neutronów. Powstają w efekcie supernowych – czyli gigantycznych wybuchów, jakie zachodzą, gdy w gwieździe średniej wielkości wypaliło się paliwo termojądrowe. 

Materia wewnątrz gwiazdy neutronowej jest niezwykle ściśnięta. Szacuje się, że jedna jej łyżeczka ważyłaby tyle co Mount Everest. Gdy taka gwiazda wiruje szybko wokół własnej osi, wytwarza bardzo silne pole magnetyczne. 

Ile wynosi rekordowo silne pole magnetyczne? 

Gwiazdy neutronowe emitujące regularnie wiązki promieniowania elektromagnetycznego to pulsary. Jeden z nich, o nietypowych właściwościach, znajduje się w układzie podwójnym odległym o 22 tys. lat świetlnych od Ziemi. 

Astronomowie odkryli, że pulsar Swift J0243.6+6124 jest źródłem rekordowego pola magnetycznego o indukcji wynoszącej 1,6 mld tesli. Poprzedni rekord, zmierzony w 2020 r., wynosił 1 mld tesli. Badacze wyjaśniają, co to oznaczają te wielkości. 

Jak się mierzy pole magnetyczne? 

Pole magnetyczne opisuje się z pomocą indukcji magnetycznej, mierzonej w teslach. Ziemskie pole magnetyczne mierzone przy powierzchni waha się pomiędzy 25 a 65 mikrotesli – czyli między 0,000025T a 0,000065T. Aparaty wykonujące rezonans magnetyczne są znacznie silniejsze. W zależności od urządzenia, mogą generować pole magnetyczne o wartości między 0,5 a 3 tesli, czyli kilkadziesiąt razy silniejsze od ziemskiego pola magnetycznego. 

To zaś jest i tak o wiele mniej niż rekordowo silne pole magnetyczne wytworzone na Ziemi. W 2018 r. fizykom z Uniwersytetu Tokijskiego udało się – z pomocą specjalnie zaprojektowanego skomplikowanego generatora – wytworzyć pole magnetyczne o indukcji 1200 tesli. Pole istniało tylko przez 100 mikrosekund, czyli jedną tysięczną czasu potrzebnego, żeby mrugnąć. Mimo to był to wielki, niepobity dotychczas inżynieryjny sukces. 

Jak dokonano odkrycia? 

Jak widać, gwiazda neutronowa Swift J0243.6+6124 jest źródłem znacznie silniejszego pola niż kiedykolwiek zdołaliśmy wytworzyć. Jak się je mierzy? 

Badany układ gwiazd składa się z gwiazdy neutronowej oraz drugiej towarzyszącej jej gwiazdy. Pod wpływem silnego pola grawitacyjnego na gwiazdę neutronową opada gaz z jej towarzyszki, tworząc dysk akrecyjny. Plazma tworząca dysk układa się wzdłuż linii pola magnetycznego opadając na powierzchnię gwiazdy. Obiekt emituje bardzo silne promieniowanie rentgenowskie – a ponieważ obraca się, dociera ono do Ziemi w postaci impulsów. Charakterystyka promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z takiego pulsara pozwala naukowcom zmierzyć pole magnetyczne na powierzchni odległej gwiazdy. 

Odkrycia dokonali naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk oraz niemieckiego Uniwersytetu Tübingen. Posłużył do niego chiński satelita Insight-HXMT wyniesiony w kosmos w 2017 r. Praca, w której odpisują pole magnetyczne Swift J0243.6+6124, została opublikowana w czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal Letters”. 

Źródło: EurekAlert, The Astrophysical Journal Letters, Uniwersytet Tokijski