Magnetares, y potentes campos magneticos.

[Miguel L]

Frente a dudas sobre los mecanismos de Magnetares, me recomendaron este excelente y completo trabajo, el cual recomiendo, ilustrativo, entretenido y completo, su titulo es:

'Magnetares', repetidoras de gamma suaves (SGRs)
y campos magnéticos muy fuertes

Cita

El campo magnético más potente que uno puede encontrar personalmente será de alrededor de 104 Gauss, si a uno le aplican un escaneo de Imagen por Resonancia Magnética (Magnetic Resonance Imaging, MRI) para diagnóstico médico. Un campo así no ofrece riesgos para la salud y es difícil que afecte a los átomos de nuestro cuerpo. Los campos de más de 109 Gauss, sin embargo, serán letales al instante. Campos así distorsionan fuertemente a los átomos, comprimiendo a las nubes de electrones atómicos en formas de cigarro, con el eje más largo alineado con el campo, lo que vuelve imposible la química en la que se basa la vida. Dentro de los 1.000 kilómetros alrededor de un magnetar uno morirá a causa del magnetismo puro y estático, si no es que uno no ha sido alcanzado aún por rayos X, rayos gamma, partículas de alta energía, gravedad extrema, estallidos y destellos...

Dentro de campos mucho más potentes que 109 Gauss, los átomos se comprimen en forma de delgadas agujas. A 1014 Gauss, los átomos aguja tienen grosores de alrededor de el 1% de su longitud, centenares de veces más delgados que los átomos no magnetizados. Esos átomos pueden formar fibras o cadenas de moléculas parecidas a polímeros. Sobre la superficie de una magnetar probablemente existe una alfombra de estas fibras magnetizadas, por lo menos en los lugares en los que la superficie es lo suficientemente "fría" como para que se formen átomos.

Donde dice 104 Gaus deberia decir 10 elevado a la potencia 4, 109 es 10 a la 9, 1014 es 10 a la 14, (al quitar formato se produce el error).

en:   http://axxon.com.ar/zap/258/c-zapping0258.htm#Neutron_Star_Magnetic_Fields  

Saludos.

 

 

Editado 19 de Octubre del 2016 por Miguel L
Agregar cita.

[Miguel L]

Tal vez sea de interés la historia del camino recorrido para encontrarme con el trabajo precedente:

Hace unos días, leyendo:

eso1415es — Comunicado científico

El misterio de la formación de un magnetar, ¿resuelto?

14 de Mayo de 2014

Cita

http://www.eso.org/public/spain/news/eso1415/

Me comunique con:

J. Miguel Mas Hesse
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, España

 

Quien amablemente contesto mi mail que decía:

Sr.

J. Miguel Mas Hesse

 

Habiendo leído el comunicado eso 1415es, me quedo una duda respecto al “mecanismo” de la formación de un magnetar. Teniendo en cuenta la conservación del momento y la conservación de la carga, es evidente el tratamiento “diferenciado” de las cargas + y – por la gravedad (acresion).

La existencia del gran campo magnetico residual evidencia ese tratamiento “diferenciado”, pues de contrario al girar en el “mismo disco de acresion”, las cargas + y – se anularían mutuamente generando un campo residual nulo. Como esto no es lo que se observa, ¿ cual es ese mecanismo de “diferenciación” necesario para establecer ese campo magnetico? .

Atentamente.

Cita

La respuesta:

Estimado Miguel,

la Física del interior de las estrellas de neutrones no es bien conocida, pero las teorías actuales asumen que aunque una estrella de neutrones esté compuesta esencialmente de neutrones, como su nombre indica, mantiene una cierta cantidad de protones y electrones residuales que se mueven en una especie de fluido superconductor, y que son los que originarían los intensos campos magnéticos.  

Puedes encontrar una explicación muy detallada escrita por los científicos que propusieron el modelo de los magnetares en http://axxon.com.ar/zap/258/c-zapping0258.htm . Según ellos:

"En la superficie de las estrellas de neutrones el materia solidifica en una pesada corteza de alrededor de un kilómetro y medio de profundidad. Está formada de núcleos atómicos pesados dispuestos en un entretejido cuasi-cúbico, con electrones fluyendo en medio, algo parecido a una aleación metálica terrestre pero mucho más denso. Las capas superiores de la corteza de una estrella de neutrones están hechas de hierro, pero los núcleos en este entrelazado sólido se van haciendo cada vez más pesados e hinchados de neutrones a medida que se profundiza. Además hay neutrones libres, junto a electrones libres, en el interior de la corteza y en profundidades de más de 750 metros. Es decir que este entretejido (con carga positiva) está impregnado por un líquido de neutrones y electrones solitarios (con carga negativa). Esos neutrones libres son pegados y despegados continuamente de los núcleos abotagados de neutrones. En la base de la corteza los núcleos abotagados se tocan y se unen; la estrella entera, por debajo de la corteza, parece un núcleo gigante."

En resumen, ni la distribución ni el movimiento de los electrones y protones residuales en la corteza de los magnetares es la misma, lo que posibilita la existencia de fluidos cargados que acaban generando los campos magnéticos netos que se observan.  Es un proceso parecido al que se da en el interior del Sol y de nuestra Tierra, formados también por un plasma en el que los electrones se han separado de los protones y se mueven de distinta manera, generando por efecto dinamo un campo magnético neto.

En cualquier caso, el campo magnético del magnetar no se debe simplemente a la rotación de la estrella, sino al movimiento del fluido superconductor y a varios efectos cuánticos que lo amplifican, así como al colapso del campo magnético inicial. Con el paso del tiempo estos mecanismos decaen y el campo magnético de la estrella se hace algo más pequeño, aunque sigue rotando a gran velocidad. 

Es un campo fascinante en el que las condiciones de la materia están al límite de lo que nuestra Física puede estudiar, pero el escenario global  parece explicar razonablemente bien las observaciones. 

Saludos

Miguel Mas

Por completar un poco más, tienes que recordar que cuando un fluido conductor (con cargas libres en su interior) se desplaza por un campo magnético ya existente, aparecen corrientes eléctricas inducidas, creando otro campo magnético. Cuando este campo inducido se añade al campo preexistente, el efecto es idéntico al que se presenta en una dinamo: el campo total se sostiene a sí mismo. En los magnetares es esencial que exista un intenso campo magnético previo en el que se mueva el fluido superconductor.

 

Debo agregar mi agradecimiento a Miguel Mas por haberme permitido publicar correspondencia personal.

Saludos.