宇宙“万磁王”可能诞生于恒星的并合_风闻

原创：牧夫天文

作者：Charles Q. Choi

翻译：王婧彧

校对：王茸 徐钒

美编：崔郁

后台：库特莉亚夫卡 李子琦

磁星的艺术想象图

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

一项新的研究发现，拥有强烈磁场的恒星也许诞生于母恒星的并合。

当谈到大质量恒星，也就是超过1.5倍太阳质量的恒星时，先前的研究表明其中的大约10%拥有超强磁场——一般而言是太阳磁场的100~1000倍。其他的研究指出，由两颗恒星并合而形成的恒星能够产生强烈的磁场，并且10%的大质量恒星可能是由并合产生的。

之所以认为并合而成的恒星会拥有强磁场是因为，当两颗恒星合并后会产生大量的湍流。合并后的恒星继承了这样的湍流，这种湍流能会转化为磁能，此研究的主要作者，德国海德堡大学的天体物理学家费比安·施耐德(Fabian Schneider)解释道。

恒星或者行星的磁场是由它们的“发电机”供能的，也就是做涡旋运动的导电流体。对于地球来说，这种流体就是地核内熔融的铁；对于恒星来说，就是等离子体，或者说是带电粒子云。为了研究合并后形成的恒星在恢复稳定后能否产生强磁场，施耐德和他的同事对多对无磁场大质量恒星的合并过程进行了3D模拟，并且监测了事件的结果。研究员们有针对性地分析了有可能并合形成恒星的合并对，每对恒星总质量为17倍太阳质量，与位于天蝎座、距离地球470光年的磁星心宿三相类似。

模拟表明在合并产生的混乱平息之后，并合形成的恒星达到了稳定，这时确实产生了强烈的磁场。研究人员还发现由于继承了母星的燃料，并合后的恒星比它们的“同龄人”更热，也就是看起来更年轻、更蓝。这也许能解释被称为“蓝离散星”的心宿三的奇怪特性——它是一颗反常的恒星，与邻居们格格不入。虽然它们几乎形成于同一时期，但是心宿三看起来却更年轻、更蓝。具体来说，蓝离散星与它们的兄弟相比显得十分炽热，或者说更年轻、更蓝。先前的研究表明蓝离散星可能是由一颗恒星吞噬另一颗恒星而形成的，这当然算是恒星并合的一种方式。

哈勃望远镜拍摄的NGC 6397，内有多个蓝离散星。

Credit:Hubble/NASA

此外，研究者们表示他们的发现或许能解开磁星的起源之谜。磁星是一种罕见的中子星，它们的磁场是宇宙中最强的。（中子星是大质量恒星在消耗完它的燃料后，在自身的重力作用下坍缩并爆炸形成超新星后剩下的核心）磁星的磁场强度能达到地球磁场的5000万亿倍。科学家们发现，在他们的实验中模拟的大质量恒星坍缩形成中子星时，也会产生和磁星磁场一样强的磁场。他们还注意到，先前的研究发现能产生中子星的超新星爆发中有15%产生了磁星。这和10%的大质量恒星拥有磁场是相一致的，因此支持了这项新研究的发现：磁星是由拥有强烈磁场的大质量恒星的并合产生的。施耐德说，“我们的并合机理也许还能解释为什么一些中子星有大到让我们难以置信的磁场，也许是全宇宙最强的。”

未来，科学家们计划进行其他类型的大质量恒星的并合模拟，来看看它们是否也能产生磁星。他们还想知道这些磁场会维持多久。施耐德表示，“现在拥有的所有证据表明这些磁场会永远存在下去。这个问题很有挑战性，但是我们会找到办法的。”

本研究于10月9日发表在《自然》上。

原文链接

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

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影像来源: Carlos Fairbairn