Могут ли быть планеты с чрезвычайно сильными магнитными полями?

Википедия утверждает, что сила магнитного поля вблизи кухонного магнита составляет примерно 5 мТл ($5 \times 10^{-3}$Тесла), примерно в 1000 раз сильнее магнитного поля Земли на той же кухне. Обратите внимание, что это измерение$\mathbf{B}$поле магнита.

Величина магнитного поля диполя на экваторе планеты равна

$$B=\frac{\mu_0}{4\pi}\frac{p}{r^3}$$ куда $p$магнитный момент, $r$это радиус, а $\mu_0$является константой. Мы также знаем, что величина, если $\mu_0$является $4\pi\times10^{-7}$. Следовательно, установка $B=5\times10^{-3}$, у нас есть $$5\times10^{-3}=1\times10^{-7}\frac{p}{r^3}\to p=r^3\times10^4$$ Подставляя радиус Земли, мы находим, что планета должна иметь магнитный момент около $2.59\times10^{20}$Дж/Т. Напротив, если мы используем значения для магнитара , найдите найдите $p\approx8\times10^{19}$J/T, самое большее.

Что произойдет, если мы немного уменьшим радиус планеты, а также изменим магнитный момент, чтобы сохранить напряженность магнитного поля? Даже если мы уменьшим его примерно в 2,5 раза, чтобы сделать его более похожим на Меркурий, у нас все равно будет магнитный момент примерно того же порядка величины, несравнимый с моментом обычных планет. Если мы сделаем обратное, увеличив планету, то сможем позволить себе иметь больший магнитный момент.

Единственное, чего я еще не учел, так это того, что механизмы формирования магнитного поля у магнетаров и планет различны. Флауэрс и Рудерман (1977) представили убедительный аргумент в пользу того, что магнитные поля в магнетарах являются остаточными, образовавшимися во времена породивших их сверхновых. Другие теории утверждают, что работает один из двух других механизмов (модель батареи и термоэлектрический механизм). Дело в том, что они отличаются от традиционной теории динамо , объясняющей магнитные поля планет и обычных звезд. Таким образом, планета, генерирующая магнитное поле с помощью этого метода, не может иметь такое же сильное магнитное поле, как магнитар. ¹

Пожалуй, я закончу это на приподнятой ноте. Тела, называемые объектами Торна-Житкова , были изучены теоретически и разыскиваются экспериментально. Они состоят из красного гиганта или красного сверхгиганта М-типа, который столкнулся с нейтронной звездой; нейтронная звезда остановилась в своем центре, сформировав новое ядро. Мы могли бы — и это с натяжкой, но все же не совсем невозможно — предположить, что у вас может быть газовая планета-гигант, которая сталкивается с магнетаром, который затем образует что-то похожее на TŻO.

Это растяжка? Да. Полученное тело будет отличаться от TŻOs больше, чем я могу здесь объяснить. Станет ли получившееся тело планетой, на которую вы сможете приземлиться? Нет. Но это настолько близко к тому, чтобы иметь такое мощное магнитное поле. Да, и на экваторе поле будет слабым, потому что газовые гиганты обычно довольно большие. Но все же это начало.

---

^{Резюме из одного из моих ответов на Physics Stack Exchange .}