一項新的研究揭示，磁場在擁有大型藍星的恆星系統中很常見，這挑戰了人們先前的看法，並為我們了解這些大質量恆星的演化和爆炸性質提供了新的視角。來自波茨坦萊布尼茲天體物理研究所（AIP）、歐洲南方天文台（ESO）以及麻省理工學院卡弗里研究所和物理系的天文學家們發現，在至少有一顆巨型炙熱藍星的多個在恆星系統中，磁場比科學家以前認為的要常見得多。

這些結果極大地增進了人們對大質量恆星及其作為超新星爆炸原生體的作用的了解。

O 型恆星的特徵

藍色的所謂O 型恆星屬於宇宙中質量最大的恆星，其質量是太陽的18 倍以上。它們雖然稀少，但溫度高、光度大，從地球上所能看到的90 顆最亮的恆星中，就有4 顆屬於這類恆星。

它們具有非同尋常的重要性，因為它們驅動著影響整個星系結構的高能量物理過程，並使恆星之間的區域富含化學物質。這些恆星通常位於恆星形成活躍的區域，例如星系的旋臂，或處於碰撞或合併過程中的星系。

這種大質量恆星對磁性研究特別有意義，因為它們會以超新星的形式爆炸性地結束演化，留下一個緊湊的天體，如中子星或黑洞作為殘餘物。

雙星系統及其演化

雙星是由兩顆相互繞行的引力束縛恆星所組成的系統。如果兩個組成部分都是O 型恆星，那麼這個系統就可以成為一個緊密的天體雙星。質量非常大的恆星的最終歸宿是黑洞，而質量較小的O 型恆星在作為超新星”死亡”時最終會變成中子星。雙星可能以兩顆中子星、一顆中子星和一個黑洞或兩個黑洞的形式結束。這些天體的軌道會因重力波的發射而退化，重力波探測器可以觀測到它們。

磁層是天體周圍的空間區域，其中帶電粒子會受到天體磁場的影響。白色線條代表形成磁層的磁場線。磁極位於左側恆星的頂部和底部。顏色越亮表示氣體密度分佈越高。氣體密度分佈集中在（磁）赤道面，可見氣體盤。圖片來源：AIP/M. 庫克

恆星風和磁層

和太陽一樣，大質量恆星也有恆星風–一種高能量帶電粒子流。這些等離子體風會對磁場產生反應，並形成一種結構，即磁層。所有恆星和有磁場的行星，包括地球都有一個磁層。它保護地球免受高能量宇宙輻射的傷害。等離子體可以每秒數千公里的速度運動，受到極大的離心力作用。有人提出，這種磁機制可能是大質量恆星緊密捆綁爆炸的原因，與長時間伽馬射線暴、X 射線閃光和其他超新星特徵有關。

大質量恆星中的磁場

雖然幾十年前就有人提出了磁場對超新星或長持續伽瑪射線暴的影響的理論解釋，但從那時起，只有11顆O型恆星被報道擁有磁場。除了一顆恆星之外，其他都是單星或寬雙星。這是一個非常令人費解的事實，因為先前的研究表明，90%以上的O型恆星都是在多系統中形成的，有兩顆或更多的恆星。事實上，許多理論家對大質量恆星中檢測到的磁場數量較少感到困惑，因為如果不考慮磁場的影響，他們就無法解釋觀測到的多系統的一些物理特徵。

為了解決這個矛盾，作者利用至少有一個O 型成分的恆星系統的檔案分光測向觀測數據，進行了一次磁場調查。光譜偏振測量法測量光的偏振，從而提供恆星中是否存在磁場的資訊。他們使用了安裝在智利拉西拉的歐洲南方天文台3.6 米望遠鏡上的高分辨率分光測極儀HARPS 和安裝在莫納凱亞山上的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡上的ESPaDOnS 的數據。為了分析數據，他們開發了一種特殊的、複雜的磁場測量程序。

「出乎我們意料的是，結果顯示這些多重系統的磁性出現率非常高。在研究的36 個系統中，有22 個系統肯定檢測到了磁場，只有3 個系統沒有顯示任何磁場跡象，”AIP 恆星物理和系外行星部門的Silva Järvinen 博士解釋。

“大量帶有磁性成分的系統是一個謎，但很可能表明，這些恆星是在雙星中成長起來的，透過系統成分之間的相互作用，如兩顆恆星之間的質量轉移，甚至兩顆恆星的合併事件，在大質量恆星磁場的產生過程中起到了決定性的作用。這項工作也是有史以來第一次透過觀測證實了先前提出的理論設想，即恆星的磁場如何影響它的死亡，讓它爆炸得更快，能量更大。”

編譯來源：ScitechDaily