科學家探索磁星起源：宇宙中最強大的磁體

　　科學家用計算機模擬了類似心宿三的磁星是如何誕生的。該圖像是軌道平面的剖面圖，其中的填色代表了磁場的強度，而淺色的剖面線則反映了磁場線的方向

　　北京時間 11 月 5 日消息，宇宙中最強的磁體是什么?它們又是如何由中子星演變而來?一個由德國和英國天體物理學家組成的團隊找到了這個問題的可能答案。

　　研究人員用大型計算機模擬演示了兩顆恒星的合并如何產生強大的磁場。如果這些恒星以超新星的形式爆發，就可能形成磁星。來自海德堡大學、馬克斯·普朗克學會、海德堡理論研究所和牛津大學的科學家參與了這項研究，詳細的結果發表在近期的《自然》(Nature)雜志上。

　　宇宙中充滿了磁場。例如，太陽具有一個磁力線的包絡結構，其中的對流活動不斷產生磁場。這項研究的第一作者、海德堡大學天文中心的法比安·施耐德(Fabian Schneider)博士解釋說：“盡管大質量恒星沒有這樣的包絡，但我們仍能在大約 10% 的大質量恒星表面觀測到大規模的強大磁場。”盡管科學家在 1947 年就發現了這些磁場，但它們的起源至今仍是個謎。

　　該圖像是軌道平面的剖面圖，其中的填色代表了磁場的強度，而淺色的剖面線則反映了磁場線的方向

　　有科學家在十多年前提出，兩顆恒星相撞時會產生強磁場。然而，馬克斯·普朗克學會計算中心的塞巴斯蒂安·奧爾曼(Sebastian Ohlmann)博士說指出，直到現在，我們還不能驗證這個假設，因為沒有必要的計算工具。這一次，研究人員使用了 AREPO 代碼，這是一個高度動態的仿真代碼，可以在海德堡理論研究所的計算機集群中運行。利用這一方法，研究人員對心宿三(Tau Scorpii，或τ Sco)的特性進行了解釋。這是一顆距離地球約 500 光年的磁星。

　　2016 年，法比安·施耐德和牛津大學的菲利普(Philipp Podsiadlowski)教授意識到，心宿三是一顆藍離散星(blue straggler)。主流理論認為，藍離散星是恒星合并的產物。“我們的假設是，心宿三在合并過程中獲得了強大的磁場，”菲利普教授解釋道。通過計算機模擬心宿三的形成，德英研究團隊發現，兩顆恒星合并過程中的強烈動蕩可以產生類似的磁場。

　　恒星的合并十分頻繁。科學家估計，銀河系中大約 10% 的大質量恒星是合并過程的產物。施耐德博士表示，這與大質量磁星的出現頻率相吻合。天文學家認為，這些大質量恒星在以超新星的形式爆發時可能形成了磁星。

　　同樣的過程可能也會發生在心宿三爆發的時候。計算機模擬表明，由此產生的磁場足以解釋磁星中異常強烈的磁場。海德堡理論研究所的弗雷德里希·勒普克(Friedrich Ropke)說：“磁星被認為是宇宙中磁場最強的天體，比人類產生的最強磁場強 1 億倍。”
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