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氦白矮星并合中产生的大尺度有序磁场

太阳与恒星天体物理 2024-11-13 v2 高能天体物理现象

摘要

恒星并合是形成强磁场恒星的一条重要途径。两颗低质量白矮星的并合可能产生了多达三分之一的热亚矮星。并合过程通常被认为会剧烈放大磁场。然而,迄今为止仅发现了四颗强磁场热亚矮星,表明其比例不到 1%1\%。我们展示了两个高分辨率磁流体力学(MHD)模拟,模拟了总质量均为 0.6M0.6\,M_\odot 的双星系统中两颗氦白矮星的并合。我们分析了一个由两颗 0.3M0.3\,M_\odot 白矮星组成的等质量并合,以及一个由 0.25M0.25\,M_\odot0.35M0.35\,M_\odot 白矮星组成的不等质量并合。我们模拟了并合残骸的旋近、并合及进一步演化,持续约 5050 圈旋转。我们在两次并合中均发现了通过小尺度发电机实现的高效磁场放大,再现了先前恒星并合模拟的结果。在两次模拟中,磁场饱和于相似的强度。随后,我们在两个并合残骸中确定了磁场放大的第二阶段,该阶段发生在并合残骸数个旋转周期的时间尺度上。该阶段通过由磁旋转不稳定性驱动的大尺度发电机,产生了大尺度有序方位角场。最后,我们推测在不等质量并合残骸中,氦燃烧最初将始于冷核周围的壳层中,而非在中心。这形成了一个对流区,与包含大部分磁能的区域重合,很可能破坏了强有序场。欧姆电阻率随后可能迅速抹去剩余的小尺度场。因此,初始并合的质量比可能是决定并合残骸在并合很久以后是否保持强磁化的选择因素。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.02566,
  title  = {Large-scale ordered magnetic fields generated in mergers of helium white dwarfs},
  author = {Rüdiger Pakmor and Ingrid Pelisoli and Stephen Justham and Abinaya S. Rajamuthukumar and Friedrich K. Röpke and Fabian R. N. Schneider and Selma E. de Mink and Sebastian T. Ohlmann and Philipp Podsiadlowski and Javier Moran Fraile and Marco Vetter and Robert Andrassy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.02566},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 10 figures, accepted by A&A, comments welcome