Bu yazımızda, daha önce de bu köşede konuk ettiğimiz nötron yıldızlarının [1] manyetik alanlarından söz edeceğiz. Geçen ayki yazımızda [2], manyetik alanla ilgili temel bilgiler vermiş ve gökcisimlerinin manyetik alanlarını konu etmeye başlamıştık.
Nötron yıldızları yaklaşık 1010-1015 Gauss aralığında yüzey manyetik alan şiddetlerine sahip güçlü mıknatıslardır. Bu alanın ne kadar şiddetli olduğunu, pusulamızı kuzeye yönelten Dünya yüzeyindeki manyetik alan şiddetinin sadece 0.5 Gauss olduğunu hatırlarsak daha iyi kavrayabiliriz. Magnetar olarak adlandırılan en şiddetli manyetik alanlara sahip nötron yıldızlarından biri Dünyamıza Ay’ın yarısı kadar mesafede olsaydı gezegenimizdeki tüm kredi kartlarının manyetik şeritleri kullanılmaz hale gelebilirdi [3].
Nötron yıldızlarının bu şiddetli manyetik alanlarının başlıca iki kökeni olduğu söylenebilir [4]:
- Öncül yıldızın süpernova patlaması öncesindeki manyetik akısının kabaca “korunmasından” kaynaklanan kalıntı (fosil) manyetik alan. Manyetik akı temelde belirli bir yüzey alanı ve manyetik alanın bu yüzeye dik bileşeninin çarpımıyla orantılıdır. Süpernova patlaması sonrasında hacmi büyük nispette azalan nötron yıldızının manyetik alan çizgileri de sıklaşacaktır. Sonuçta gözlediğimiz şiddetli manyetik alanlar ortaya çıkabilecektir.
- Öncül yıldızın yaşamının son dönemlerinde, süpernova patlaması sürecinde ve nötron yıldızının kabuğunda ortaya çıkabilecek dinamo süreçleri. Öncül yıldızın evriminin son dönemlerinde ve özellikle de süpernova patlaması sürecinde normal yıldızlarda gözlenen dinamo etkisinin daha kuvvetli biçimleri hızlı çökme ve taşınım (konveksiyon) gibi nedenlerden ötürü ortaya çıkabilir. Bunun yanında, nötron yıldızının kabuğunda da dinamo süreçlerinin devam etmesi ve bu süreçlerin de nötron yıldızının manyetik alanına katkıda bulunması mümkündür.
Nötron yıldızlarının şiddetli manyetik alanları, bu yıldızların yüklü parçacıklarla nasıl etkileştiklerini belirleyen temel etkendir. Özellikle manyetik alanı yaklaşık 1011 Gauss’tan daha şiddetli nötron yıldızlarında manyetik alan nötron yıldızının çevresindeki plazmaya önemli etkilerde bulunur.
Dipnotlar:
[1] İnam, S.Ç., 2016. “Nötron Yıldızları”, Bilim ve Ütopya, Ekim 2016.
[2] İnam, S.Ç., 2017. “Mıknatıslardan Evrene”, Bilim ve Ütopya, Eylül 2017.
[3] https://apod.nasa.gov/apod/ap041126.html
[4] Spruit, H., 2007. “Origin of neutron star magnetic fields”, arXiv:0711.3650 [astro-ph] (http://arxiv.org/abs/0711.3650)
Prof. Dr. Sıtkı Çağdaş İNAM
Astrofizikçi
Başkent Üniversitesi Elektrik Elektronik Bölümü
Yazının tamamını Bilim ve Ütopya'nın ekim 2017 sayısında okuyabilirsiniz!