天文學家發現新型天體:大質量磁性氦星
磁星是宇宙中最強的磁體。這些具有超強磁場的超密集死星遍布銀河系,但天文學家並不清楚它們是如何形成的。現在,研究人員利用世界各地的多台望遠鏡,包括歐洲南方天文台(ESO)的設施,發現了一顆有可能成為磁星的活恆星。這一發現標誌著一種新型天體–大質量磁性氦星–的發現,並揭示了磁星的起源。
科學家發現了一顆恆星–HD 45166,預計它將演化成一顆磁星。這顆恆星開創了大質量磁性氦星這一新類別,並為磁星的起源提供了線索,因為磁星擁有宇宙中最強大的磁場。
儘管已經觀測了100 多年,HD 45166 這顆恆星的神秘性質仍然無法用傳統模型輕易解釋,人們對它知之甚少,只知道它是一對恆星[1]中的一顆,富含氦,質量是太陽的幾倍。
研究人員利用世界各地的多台望遠鏡,包括歐洲南方天文台(ESO)的設施發現了一顆有生命的恆星,它很可能成為一顆磁星,一種超磁死星。這段視頻總結了這一發現。資料來源:ESO
今天發表在《科學》(Science)雜誌上的一項關於該天體的研究報告的第一作者、荷蘭阿姆斯特丹大學天文學家托默-申納爾(Tomer Shenar)說:”這顆恆星讓我有點著迷。托默和我把HD 45166 稱作’殭屍星’,”
共同作者、歐洲南方天文台(ESO)駐德國天文學家朱莉婭-博登施泰納(Julia Bodensteiner)說。”這不僅是因為這顆恆星太獨特了,還因為我開玩笑說它把Tomer 變成了殭屍”。
申納爾以前研究過類似的富氦恆星,他認為磁場可以破解這個難題。事實上,眾所周知,磁場會影響恆星的行為,這也可以解釋為什麼傳統模型無法描述HD 45166,它位於約3000光年外的劍魚座。申納爾目前在西班牙馬德里的天體生物學中心工作。
這幅藝術家印像圖顯示的是HD 45166,這是一顆大質量恆星,最近發現它擁有43000 高斯的強大磁場,這是迄今為止在大質量恆星中發現的最強磁場。從恆星吹出的強烈粒子風被磁場困住,將恆星包裹在氣態外殼中,如圖所示。
天文學家認為,這顆恆星將以磁星的形式結束自己的生命,磁星是一種結構緊湊、磁性極強的恆星屍體。當HD 45166 在自身引力的作用下坍縮時,它的磁場將會加強,這顆恆星最終將成為一個非常緊湊的核心,其磁場約為100 萬億高斯–這是宇宙中最強大的磁體類型。
HD 45166 是雙星系統的一部分。在背景中,我們可以瞥見HD 45166 的伴星,這是一顆普通的藍色恆星,它的軌道距離比之前報導的要大得多。
申納爾和他的團隊開始利用全球各地的多個設施對這顆恆星進行研究。主要觀測是在2022 年2 月進行的,使用的是加法夏威夷望遠鏡(Canada-France-Hawaii Telescope)上的一個可以探測和測量磁場的儀器。研究小組還利用了歐洲南方天文台(ESO)位於智利拉西拉天文台(La Silla Observatory)的光纖饋電延伸範圍光學攝譜儀(FEROS)獲得的關鍵檔案數據。
觀測數據完成後,申納爾請共同作者、加拿大皇家軍事學院恆星磁場專家格雷格-韋德(Gregg Wade)研究這些數據。韋德的回答證實了申納爾的預感:”好吧,我的朋友,不管這東西是什麼,它肯定是有磁性的”。
申納爾的團隊發現,這顆恆星的磁場強得驚人,達到了43000高斯,使HD 45166成為迄今為止發現的磁性最強的大質量恆星。”這顆氦恆星的整個表面的磁場幾乎是地球磁場的10萬倍,”合著者、比利時魯汶大學天文研究所的天文學家巴勃羅-馬尚解釋說[見編輯]。
這次觀測標誌著發現了第一顆大質量磁性氦星。申納爾說:”發現一種新型天體是令人興奮的,尤其是當它一直隱藏在眾目睽睽之下的時候。”
這段視頻展示了藝術家繪製的HD 45166 的動畫,這是一顆最近發現的大質量恆星,它擁有43000 高斯的強大磁場,是迄今為止在大質量恆星中發現的最強磁場。從恆星吹出的強烈粒子風被磁場困住,將恆星包裹在氣態外殼中,如圖所示。圖片來源:ESO/L. 卡爾卡達
此外,它還為磁星的起源提供了線索,磁星是一種緊湊的死星,其磁場強度至少是HD 45166 的十億倍。研究小組的計算表明,這顆恆星將以磁星的形式結束自己的生命。當它在自身引力的作用下坍縮時,它的磁場將會加強,這顆恆星最終會變成一個非常緊湊的核心,其磁場大約為100 萬億高斯- 宇宙中最強大的磁鐵類型。
申納爾和他的研究小組還發現,HD 45166 的質量比以前報告的要小,大約是太陽質量的兩倍,而且其恆星對的軌道距離比以前認為的要大得多。此外,他們的研究還表明,HD 45166 是由兩顆較小的富氦恆星合併而成的。博登斯坦納總結說:”我們的發現完全重塑了我們對HD 45166的認識。”