Mokslininkai laboratorijoje atkūrė mirštančių žvaigždžių magnetinius laukus

Tam tyrėjai naudojo iš silicio pagamintus prietaisus, kurių pakraščiai padengti fosforu. Jie labai panašūs į daugumą kompiuterinių mikroschemų, rašo „Space.com“.

„Taigi tam tikra prasme mes visi kasdien nešiojamės mirštančių žvaigždžių paslaptis savo telefonuose ir kompiuteriuose“, – teigė tyrimo autorius Ellis Bowyeris iš Surrey universiteto Anglijoje.

Saulė ir daugiau kaip 90 proc. visų galaktikos žvaigždžių vieną dieną taps baltosiomis nykštukėmis, kurios sudarytos iš blyškaus, blankstančio žvaigždės branduolio. Šios vėstančios, mirštančios žvaigždės paplitusios taip pat plačiai, kaip ir į Saulę panašios žvaigždės. Nors jos yra panašaus dydžio kaip Žemė, dažniausiai jų masė sudaro 40–90 proc. Saulės masės.

Baltosios nykštukės turi galingus magnetinius laukus, daug stipresnius, nei vyrauja Žemėje. Pavyzdžiui, magnetinio lauko stiprumas Žemės paviršiuje siekia vos 30–60 milijoninių teslos dalių, o baltosios nykštukės magnetinis laukas gali siekti 100 tūkst. teslų.

„Pasitelkiant pavyzdį, jei tokio stiprumo lauką turintis šaldytuvo magnetas būtų padėtas Niujorko ar Londono centre, visi, turintieji širdies stimuliatorius, turėtų išvykti iš miesto, jei nenorėtų nukentėti. Maždaug 1 tūkst. teslų siekiančius laukus galima sukurti laboratorijoje, tačiau jie gyvuoja tik dalį sekundės ir dažnai sunaikina įrangą“, – pastebi E. Bowyeras.

Mokslininkus ypač domina, kaip atomai elgiasi stipriame magnetiniame lauke. Pavyzdžiui, neseniai atlikti tyrimai atskleidė, kad tokiuose laukuose turėtų egzistuoti nauji junginiai, nestebimi niekur kitur, tokie kaip molekulės, sudarytos iš dviejų helio atomų.

Tačiau daug ginčijamasi, kaip tokiuose galinguose laukuose elgiasi atomai. Egzistuojančios teorijų negalima patikrinti tiesiogiai, naudojant magnetinius laukus, kuriuos mokslininkai gali sukurti Žemėje.

Norėdami daugiau sužinoti apie baltąsias nykštukes ir jų neįtikėtinus magnetinius laukus, mokslininkai bandė imituoti mirštančią žvaigždę laboratorijoje, naudodami silicio mėginius, kurių pakraščiai padengti fosforo priemaišomis. Atominės fosforo savybės atkartoja atominį vandenilį, sudarantį mirštančias žvaigždes.

„Mes šiuos eksperimentus planuoti pradėjome dėl visiškai kitų priežasčių. Daugelis mūsų tiria, kaip naudojant atomus, tokius kaip fosforą, sukurti pagrindą kvantiniam kompiuteriui, technologijai, kur daug didesnę skaičiavimo galią pasiekti padeda kvantinė medžiagos prigimtis“, – sakė E. Bowyeris.

„Mes norėjome sužinoti, kaip šiuos atomus veikia magnetiniai laukai, kad galėtume rasti būdą efektyviai manipuliuoti šių atomų tinklu, kai pastebėjome, kad gana lengvai sukuriamuose magnetiniuose laukuose elektronai atomuose, kuriuos tyrėme, pradėjo elgtis visai kitaip nei įprasta – juos ėmė valdyti magnetinis laukas, o ne branduolys, aplink kurį jie skrieja“, – pridūrė fizikas.

Tyrimo vadovas Benas Murdinas iš Surrey universiteto, studijavęs astrofiziką, pastebėjo, kad lygiai tas pats nutinka baltosiose nykštukėse.

Mokslininkai magnetinio lauko veikiamų fosforo atomų skleidžiamą šviesą palygino su ta, kurią skleidžia vandenilio atomai baltosiose nykštukėse. Jie nustatė, kad fosforo atomai dešimčių teslų stiprumo magnetiniame lauke elgėsi visai kaip vandenilio atomai dešimčių tūkstančių teslų stiprumo magnetiniame lauke.

„Sukuriant 30 teslų magnetinį lauką (o tą galima padaryti keliose pasaulio laboratorijose), stebima tokia pat fizika, kaip ir baltojoje nykštukėje. Mes sugebėjome atkurti vienas ekstremaliausių sąlygų mūsų galaktikoje“, – pastebi E. Bowyeris.