En la práctica, ¿pueden los campos magnéticos muy altos alterar significativamente la dinámica de los cuerpos a escala astronómica?

Question

En la práctica, ¿pueden los campos magnéticos muy altos alterar significativamente la dinámica de los cuerpos a escala astronómica?

Espacio
gravedad
magnetar
estrella neutrón
campo magnético

junio nova

El efecto directo de los campos magnéticos sobre la dinámica (como en los movimientos, trayectorias, etc. de los propios cuerpos, en lugar de fenómenos de bajo nivel como los vientos estelares y la degradación atmosférica) de los cuerpos astronómicos en lugares como el sistema solar son tan débiles que pueden ser ignorado sin consecuencias reales. Pero parece intuitivo que en la vecindad de cuerpos con campos magnéticos extremadamente altos, como los magnetares, dichos campos tendrían un efecto dinámico significativo o incluso dominante, lo que requeriría considerar el electromagnetismo junto con la gravedad para proporcionar una descripción dinámica precisa del sistema.

Considerando el hecho de que los campos magnéticos de tales cuerpos van más allá de 100 mil millones de Telsa, el hecho de que la constante de acoplamiento para el electromagnetismo es unos 40 órdenes de magnitud mayor que la de la gravedad, y el hecho de que la fuerza magnética disminuye con el cuadrado de la distancia al igual que la gravedad, parece extraño que tales campos magnéticos no tengan tal efecto (al menos en otros cuerpos con campos magnéticos, así como en cuerpos con un alto contenido de materiales ferromagnéticos), pero nunca escuché ninguna mención. de tal cosa. Entonces, lo que me pregunto es si se espera tal comportamiento en la vecindad de cuerpos astronómicos altamente magnetizados, y si no, ¿qué estoy pasando por alto aquí?

ProfRob

La fuerza magnética no disminuye con el cuadrado de la distancia. por ejemplo, un dipolo magnético tiene un campo que cae como

r^{- 3}

$r^{-3}$ , un potencial que escala como el cuadrado del campo, es decir, como

r^{- 6}

$r^{-6}$ , y una fuerza que es el gradiente de potencial, es decir

r^{- 7}

$r^{-7}$ .

Respuestas (2)

En la práctica, ¿pueden los campos magnéticos muy altos alterar significativamente la dinámica de los cuerpos a escala astronómica?

La fuerza magnética no disminuye con el cuadrado de la distancia. por ejemplo, un dipolo magnético tiene un campo que cae como $r^{-3}$ , un potencial que escala como el cuadrado del campo, es decir, como $r^{-6}$ , y una fuerza que es el gradiente de potencial, es decir $r^{-7}$ .

espacio · Answer 1

Donde tal efecto se vuelve importante es durante la acumulación de materia de una estrella donante de secuencia principal regular (más o menos) a una estrella de neutrones magnetizada.
Aquí, el campo magnético en el NS puede alcanzar alrededor de 10 $^{12}$ G y la tasa de acumulación alrededor de 10 $^{13}$ kg/s. En su camino por el pozo de gravitación hacia el NS, el material, ahora en su mayoría un plasma, alcanzará un punto donde la fuerza de Lorentz lo obligará a girar en espiral y seguir las líneas del campo magnético. Entonces, a partir de ese momento, su dinámica estará determinada por la estructura del campo magnético, y el material finalmente caerá sobre los polos magnéticos, creando púlsares. Esta fuerza sobre las líneas del campo magnético ocurre aproximadamente cuando la presión magnética excede la presión del ariete del material. Entonces,

{PAG}_{r a metro} = {PAG}_{B} ρ (r) \cdot (\dot{\vec{r}})^{2} = \frac{B (r)^{2}}{2 m_{0}}

$P_{\mathrm{ram}}=P_{\mathrm{B}} \\ \rho(r) \cdot(\dot{\vec{r}})^{2} = \frac{B(r)^{2}}{2 \mu_{0}}$ Aquí B(r) es un campo dipolar alrededor de la NS que cae como r

^{- 3}

$^{-3}$ y entonces P

_{B}

$_\mathrm{B}$ cae rápidamente como r

^{- 6}

$^{-6}$ , como ya menciona Rob Jeffries en su comentario. El radio alrededor del cual el campo magnético se vuelve dominante se llama radio de Alfven y es del orden de unos pocos 1000 km.

Entonces esto se parece a esto ( Filippus et al., 2008 ):

No estoy seguro, sin embargo, si eso cuenta como una escala astronómica, pero este es el efecto más dramático de los campos magnéticos que se me ocurre.

número de usuario · Answer 2

Esto no responde a lo que sucede alrededor de los magnetares, pero sí responde si los campos magnéticos pueden tener un efecto dinámico significativo en cualquier cuerpo grande, a la par de la gravitación.

Los campos magnéticos en el medio interestelar juegan un papel importante en la dinámica de las nubes de gas . Estas nubes son mucho más grandes que el sistema solar. Así que incluso campos magnéticos comparativamente bajos ( 6 a 40 $\mu$ G en promedio en nuestra galaxia ) puede tener un efecto significativo y, de hecho, no se puede ignorar al estudiar la estructura de la galaxia .

En la práctica, ¿pueden los campos magnéticos muy altos alterar significativamente la dinámica de los cuerpos a escala astronómica?

junio nova

ProfRob

Respuestas (2)

espacio

número de usuario

¿Los acelerómetros dependen del magnetismo?

¿Los planetas se repelen?

¿De dónde proviene la luz que vemos en una estrella de neutrones?

¿Pueden los magnetares destruir planetas?

Magnetares y el efecto dínamo

¿Se podrían usar "botas" magnéticas para simular los efectos de la gravedad en las naves de asteroides?

¿Existen estrellas de neutrones cuyo eje magnético y eje de rotación sean los mismos? De ser así, ¿qué sucederá?

¿Qué pasa con la fuerza del campo magnético dentro de una vieja estrella de neutrones en acumulación?

¿Cómo pueden las estrellas de neutrones tener atmósferas gaseosas?

¿Por qué las estrellas de neutrones chocan en lugar de simplemente girar una alrededor de la otra como los planetas giran alrededor del Sol?