至少有1/4的白矮星會以磁星的形式結束生命，因此磁場是白矮星物理學的一個重要組成部分。 這一新見解是科學家對一個體積不大的白矮星樣本進行分析的結果，它為白矮星磁性頻率與年齡的相關性提供了迄今為止獲得的最佳證據。 這或有助於解釋磁場的起源和演化。

1/4的白矮星會在強大的磁場中結束生命。 圖片來源：英國阿馬天文臺Calcada

銀河系中90%以上的恆星以白矮星的形式結束生命。 儘管許多行星都有磁場，但它何時出現在行星表面，是否在白矮星的冷卻階段演變，最重要的是產生磁場的機制是什麼，仍然未知。

天文觀測經常有強烈的偏差。 因為白矮星是瀕死的恆星，隨著時間的推移會，它們會變得更冷，變得越來越弱。 因此，觀測結果傾向於研究最亮的白矮星，這些天體溫度相對更高、更年輕。 不過，還有一種更微妙和反直覺的影響，由於其簡並狀態，體積更大的白矮星比體積更小的白矮星品質更輕。 由於較小的白矮星光線也更微弱，科學觀測也傾向於品質較小的恆星。

因此，根據亮度和體積選擇目標的觀測都往往集中在更年輕、品質更小的恆星上，完全忽略了年齡較大的白矮星。

一個問題是，大多數小波譜的觀測是用光譜技術進行的，只對最強的磁場敏感，因此很大一部分磁性小波譜不能識別出來。 極化光譜法對磁場的靈敏度比光譜學高出兩個數量級以上。 光譜偏光法已經證明，弱場通過光譜技術無法探測，實際上在白矮星中很常見。

為了進行一個完整的光譜偏振調查，來自英國阿馬天文臺的S。 Bagnulo和加拿大西安大略大學的 J.D。 Landstreet選擇了歐空局蓋亞探測器觀測的距離太陽20秒差距（1秒差距約等於3.26光年）範圍內的所有白矮星。 其中約2/3的樣本，即大約100個白矮星此前尚未被觀察到，在文獻中沒有可用的數據。 研究小組因此使用了威廉·赫歇爾望遠鏡（WHT）上的ISIS攝譜儀和偏振儀，以及其他望遠鏡上的類似儀器來觀察它們。

他們發現，在白矮星生命初期，當恆星內部不再產生能量，並開始冷卻階段時，磁場非常罕見。 因此，在白矮星「誕生」之初，磁場似乎並不是它的特徵。 最常見的情況是，在白矮星冷卻階段產生磁性特徵或把這一特徵帶到恆星表面。

他們還發現，白矮星的磁場沒有顯示出明顯的歐姆損耗跡象，再次表明這些磁場是在冷卻階段產生的，或者至少隨著白矮星的衰老繼續出現在恆星表面。

不僅磁場頻率會隨著白矮星的年齡增加而增加，而且磁場頻率與恆星品質也有關係有，在恆星的碳氧核心開始結晶后，磁場出現得更頻繁。 發電機機制可以解釋在白矮星中觀測到的最弱磁場，最近的工作表明，同樣的機制可以產生比原來預測的更強的磁場。

例如在”地核發電機”的驅動下，地心外核中處於熔融狀態的金屬鐵的持續對流過程形成地球磁場。 由地核發電機機制產生的地磁場強度約為1高斯。 相比之下，發電機機制可以解釋高達10萬高斯強度的場，但在白矮星中觀測到高達數億高斯的場。 此外，發電機機制需要快速旋轉，但這通常在白矮星中看不到。 作者表示，需要進一步的理論和觀測研究來澄清這種情況。

相關論文資訊：

https：//arxiv.org/abs/2106.11109

本文轉自中國科學報