華威大學的天文學家在《自然-天文學》上合著了一項新的研究，為白矮星如何產生磁場這一長期存在的問題提出了解決方案：一個類似於地球如何產生磁場的動力機制。這項研究表明，有時非常相似的機制可以在非常不同的天體中發揮作用。

天體物理學中最引人注目的現象之一是磁場的存在。像地球一樣，恆星和白矮星等恆星殘骸也很普遍。眾所周知，白矮星的磁場可以比地球的磁場強一百萬倍。然而，自從1970年代發現第一顆磁性白矮星以來，它們的起源一直是個謎。天文學家們已經提出了幾種理論，但是沒有一種理論能夠解釋磁性白矮星的不同發生率，無論是作為單個恆星還是在不同的雙星環境中。

由於一個國際天體物理學家團隊的研究，包括來自華威大學的Boris Gänsicke教授和智利聖瑪麗亞大學Núcleo Milenio de Formación Planetaria的Matthias Schreiber教授博士的領導，這一不確定性可能得到解決。該小組表明，類似於在地球和其他行星上產生磁場的發電機機制可以在白矮星中發揮作用，並產生更強的磁場。這項研究由科學和技術設施委員會（STFC）和Leverhulme信託基金部分資助，已發表在權威科學雜誌《自然-天文學》上。

結晶的磁性白矮星

一個從其伴星的風中吸積的結晶化磁性白矮星。資料來源：Paula Zorzi

華威大學物理系的Boris Gänsicke教授說。”我們很早就知道，在我們對白矮星磁場的理解中缺少一些東西，因為從觀測中得出的統計數據根本沒有意義。至少在其中一些恆星中，磁場是由一個類似發電機一樣的原理所產生的，這個想法可以解決這個悖論。我們中的一些人可能記得自行車上的發電機：轉動磁鐵產生電流。在這裡，它的工作方式正好相反，材料的運動導致了電流，而電流又產生了磁場。”

根據提議的發電機機制，磁場是由白矮星核心的對流運動引起的電流產生的。這些對流電流是由從凝固的核心中逸出的熱量引起的。

“發電機的主要成分是一個被對流地幔包圍的固體核心–在地球的情況下，它是一個被對流的液態鐵包圍的固體鐵核心。Matthias Schreiber解釋說：”當白矮星充分冷卻時，也會出現類似的情況。

這位天體物理學家解釋說，一開始，在恆星噴出其包膜後，白矮星非常熱，由液態碳和氧組成。然而，當它充分冷卻後，它開始在中心結晶，其構造變得與地球相似：一個固體核心被對流液體包圍。”由於液體中的速度在白矮星中可以變得比地球上高得多，產生的場有可能強得多。他說：”這種動力機制可以解釋在許多不同情況下強磁性白矮星的發生率，特別是雙星結構的白矮星。”

因此，這項研究可以解決一個幾十年的問題。”我們想法的美妙之處在於，磁場產生的機制與行星中的機制是一樣的。這項研究解釋了磁場是如何在白矮星中產生的，以及為什麼這些磁場要比地球上的強得多。” Schreiber補充說：”我認為這是一個很好的例子，說明一個跨學科的團隊可以解決那些只有一個領域的專家會難以解決的問題。”

這位天體物理學家說，這項研究的下一步是對發電機機制進行更詳細的建模，並在觀察中測試這個對模型的預測。