А как насчет напряженности магнитного поля внутри старой аккрецирующей нейтронной звезды?

Поскольку напряженность магнитного поля снаружи старой аккрецирующей нейтронной звезды считается небольшой (около 10 8 10 10 Гаусс), а что внутри звезды? Из-за сверхпроводимости и вырождения сила может достигать 10 17 Гаусса или еще больше? Есть ли статья, описывающая такую ​​проблему?

Ответы (1)

На этот вопрос сложно дать окончательный ответ, и он является предметом современных исследований. Внутренние поля могут быть достаточно высокими ( 10 12 G) или приближается к нулю, в зависимости от деталей внутренней микрофизики.

Аргумент о том, что поля могут быть близки к нулю, основан на вероятном присутствии сверхпроводящих сверхтекучих протонов. Внутри нейтронной звезды не могут быть только нейтроны из-за слабого механизма распада на протоны, электроны и (анти)нейтрино. Таким образом, ожидается, что недра нейтронных звезд будут иметь равновесную концентрацию 1 % протонов (и электронов). Если температура достаточно низкая, а под этим мы подразумеваем <∼ 10 9 K, то дальнодействующее взаимодействие между протонами может создавать бозонные пары почти так же, как электроны спариваются в низкотемпературном сверхпроводнике. Подобный механизм спаривания может создать внутри сверхтекучее состояние нейтронов.

В нейтронных звездах, несмотря на то, что нейтринное охлаждение сильно тормозится вырождением нейтронов, протонов и электронов, скорость охлаждения очень высока, потому что такое же вырождение означает, что нейтронные звезды имеют чрезвычайно низкую теплоемкость. Это означает, что ядро ​​остывает в течение десятков секунд после вспышки сверхновой, а через год или два замедляется до десятилетий. В результате температура внутри падает ниже 10 9 K и сверхтекучесть (с сопутствующей сверхпроводимостью в случае протонов), вероятно, наступят в масштабе сотен лет.

Когда материалы совершают фазовый переход в сверхпроводящее состояние, магнитный поток, пронизывающий их, может быть вытеснен. Это известно как эффект Мейснера . Исходя из этого, можно ожидать, что магнитное поле будет вытеснено изнутри нейтронной звезды, как только протоны станут сверхпроводящими.

Однако сверхпроводящее состояние в нейтронной звезде может быть родственным сверхпроводнику II рода . Это позволяет проникать внутрь магнитных трубок (или «флюксоидов») ( Baym, Pethick & Pines 1969 — извините, не могу найти бесплатную версию), если магнитное поле больше некоторого критического значения.

По-видимому, ведутся здоровые споры о том, в каком именно состоянии находится внутренняя часть нейтронной звезды в зависимости от времени и является ли временная шкала выброса магнитного потока достаточно короткой, чтобы мог иметь место эффект Мейснера, или же существует фактически «замороженное состояние». поле в более старых нейтронных звездах (например, Wynn et al. 2017 ).

Большое спасибо, @ProfRob!! И вы сказали, что поле может быть довольно сильным, есть ли какой-либо верхний предел для такой интенсивности, другими словами, возможно ли, что оно достигает 10 ^ 17 Гаусс или больше для такой старой аккрецирующей звезды?