宇宙“萬磁王”可能誕生於恆星的併合_風聞

原創：牧夫天文

作者：Charles Q. Choi

翻譯：王婧彧

校對：王茸 徐釩

美編：崔鬱

後台：庫特莉亞夫卡 李子琦

磁星的藝術想象圖

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

一項新的研究發現，擁有強烈磁場的恆星也許誕生於母恆星的併合。

當談到大質量恆星，也就是超過1.5倍太陽質量的恆星時，先前的研究表明其中的大約10%擁有超強磁場——一般而言是太陽磁場的100~1000倍。其他的研究指出，由兩顆恆星併合而形成的恆星能夠產生強烈的磁場，並且10%的大質量恆星可能是由併合產生的。

之所以認為併合而成的恆星會擁有強磁場是因為，當兩顆恆星合併後會產生大量的湍流。合併後的恆星繼承了這樣的湍流，這種湍流能會轉化為磁能，此研究的主要作者，德國海德堡大學的天體物理學家費比安·施耐德(Fabian Schneider)解釋道。

恆星或者行星的磁場是由它們的“發電機”供能的，也就是做渦旋運動的導電流體。對於地球來説，這種流體就是地核內熔融的鐵；對於恆星來説，就是等離子體，或者説是帶電粒子云。為了研究合併後形成的恆星在恢復穩定後能否產生強磁場，施耐德和他的同事對多對無磁場大質量恆星的合併過程進行了3D模擬，並且監測了事件的結果。研究員們有針對性地分析了有可能併合形成恆星的合併對，每對恆星總質量為17倍太陽質量，與位於天蠍座、距離地球470光年的磁星心宿三相類似。

模擬表明在合併產生的混亂平息之後，併合形成的恆星達到了穩定，這時確實產生了強烈的磁場。研究人員還發現由於繼承了母星的燃料，併合後的恆星比它們的“同齡人”更熱，也就是看起來更年輕、更藍。這也許能解釋被稱為“藍離散星”的心宿三的奇怪特性——它是一顆反常的恆星，與鄰居們格格不入。雖然它們幾乎形成於同一時期，但是心宿三看起來卻更年輕、更藍。具體來説，藍離散星與它們的兄弟相比顯得十分熾熱，或者説更年輕、更藍。先前的研究表明藍離散星可能是由一顆恆星吞噬另一顆恆星而形成的，這當然算是恆星併合的一種方式。

哈勃望遠鏡拍攝的NGC 6397，內有多個藍離散星。

Credit:Hubble/NASA

此外，研究者們表示他們的發現或許能解開磁星的起源之謎。磁星是一種罕見的中子星，它們的磁場是宇宙中最強的。（中子星是大質量恆星在消耗完它的燃料後，在自身的重力作用下坍縮並爆炸形成超新星後剩下的核心）磁星的磁場強度能達到地球磁場的5000萬億倍。科學家們發現，在他們的實驗中模擬的大質量恆星坍縮形成中子星時，也會產生和磁星磁場一樣強的磁場。他們還注意到，先前的研究發現能產生中子星的超新星爆發中有15%產生了磁星。這和10%的大質量恆星擁有磁場是相一致的，因此支持了這項新研究的發現：磁星是由擁有強烈磁場的大質量恆星的併合產生的。施耐德説，“我們的併合機理也許還能解釋為什麼一些中子星有大到讓我們難以置信的磁場，也許是全宇宙最強的。”

未來，科學家們計劃進行其他類型的大質量恆星的併合模擬，來看看它們是否也能產生磁星。他們還想知道這些磁場會維持多久。施耐德表示，“現在擁有的所有證據表明這些磁場會永遠存在下去。這個問題很有挑戰性，但是我們會找到辦法的。”

本研究於10月9日發表在《自然》上。

原文鏈接

https://www.space.com/magnetic-stars-formed-by-mergers.html

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影像來源: Carlos Fairbairn