Origen del campo magnético de las estrellas de neutrones.

Parece un poco contrario a la intuición que las estrellas de neutrones poseen campos magnéticos tan fuertes. Su carga eléctrica es presumiblemente cero, por lo que, por rápido que gire, no debería generar ningún campo magnético. ¿O se debe a las cargas eléctricas de los quarks o sus giros intrínsecos?

neutron-star

— ashpool
fuente

Se supone que los fuertes campos magnéticos en las estrellas de neutrones provienen de la conservación del flujo magnético . Si tenemos:

Φ_{B} = \int B d S = const

$\Phi_B = \int B\ \mathrm{d}S = \text{const}$

donde es el flujo del campo magnético, es la intensidad del campo magnético y es la superficie cerrada elemental; entonces, esta integral es constante a través de la superficie. $\Phi_B$ $B$ $\mathrm{d}S$

Si consideramos la superficie de la estrella sobre la cual tomamos la integral, entonces

S = 4 π R^{2}

$S = 4\pi R^2$

donde es el radio de la estrella. Esto se puede traducir, en conjunto con la ley de conservación del flujo magnético, como: $R$

B_{f} = B_{i} {(\frac{R_{i}}{R_{f}})}^{2}

$B_f = B_i \left(\frac{R_i}{R_f} \right)^2$

donde y son los índices para las etapas inicial y final . Sabemos que la estrella implosiona desde cualquier tamaño de estrella a . Entonces la relación de radios es enorme. Solo necesita un campo magnético inicial de , para obtener un campo magnético final del orden de , que es típico en las estrellas de neutrones. $i$ $f$ $\sim10 \; \mathrm{km}$ $10-100 \ \mathrm{G}$ $10^{12} \ \mathrm{G}$

— Py-ser
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Es posible que desee agregar que es poco probable que esta sea la solución completa para los campos magnéticos muy fuertes que se encuentran en magnetares y objetos similares, donde se puede requerir algún tipo de dinamo durante el colapso del núcleo.

— Rob Jeffries

¿Por qué hay una conservación del flujo magnético en una estrella (para colapsar), pero aparentemente no en un planeta como la Tierra (cuyo campo magnético cambia de dirección ocasionalmente)? Esperaría que cualquier "orden" (espines paralelos, o cualquier flujo ordenado de materia cargada que produzca un campo magnético) se debilite con el tiempo, por razones muy generales como el aumento de la entropía. (¿Por qué) no es ese el caso?

— Peter - Restablece a Monica

@ PeterA.Schneider, la conservación del flujo magnético se refiere a la magnitud del campo magnético (es una integral). Esto es lo que se conserva durante el colapso. Para el resto del comentario: lo siento pero no entiendo lo que quieres decir. ¿Quizás puedas crear una pregunta completamente nueva?

— Py-ser

Gracias por tu respuesta. Es simplemente que yo (siendo un laico interesado) nunca he oído hablar de una conservación del flujo magnético que les parezca evidente a ustedes, y aparentemente a los demás lectores. En general, en particular a escalas de tiempo más grandes, no parece haber tal conservación: el flujo magnético de la Tierra, por ejemplo, cambia considerablemente con el tiempo (geológico). ¿Por qué se puede suponer la conservación del flujo magnético para una estrella en colapso?

— Peter - Restablece a Monica

Como sugerí, esto merece una pregunta completamente nueva. Especialmente se deben especificar escalas de tiempo para una respuesta coherente.

— Py-ser