在我們的鄰近星系–大麥哲倫雲和小麥哲倫雲中的三顆大質量熾熱恆星中首次發現了磁場。雖然大質量恆星中的磁場對我們的銀河系來說並不陌生，但在麥哲倫雲中發現它們的意義尤其重大，因為這些星系中有大量年輕的大質量恆星。這項發現提供了一個難得的機會來研究正在活躍形成的恆星，並探索恆星在保持穩定的同時所能達到的最大質量。

新發現揭示了磁性對恆星演化以及中子星和黑洞形成的影響。先進的分光測向技術的使用對於克服過去的觀測難題至關重要。

值得注意的是，磁性被認為是大質量恆星演化過程中的關鍵組成部分，對它們的最終命運有著深遠的影響。最初質量超過8 個太陽質量的大質量恆星在演化結束時會留下中子星和黑洞。重力波天文台已經觀測到這種緊湊殘餘系統的壯觀合併事件。此外，理論研究提出了大質量恆星爆炸的磁機制，與伽馬射線暴、X 射線閃光和超新星有關。

這項研究的第一作者、波茨坦萊布尼茲天體物理研究所（AIP）的斯韋特拉娜-胡布里奇（Swetlana Hubrig）博士說：”對具有年輕恆星群的星系中的大質量恆星的磁場進行研究，為了解磁場在早期宇宙恆星形成過程中的作用提供了重要資訊。

距離地球約20 萬光年的南半球星空中，小麥哲倫雲中最巨大的恆星形成區NGC346，位於巨嘴鳥座。資料來源：NASA、ESA、安迪詹姆斯（STScI）

測量恆星磁性的挑戰

恆星磁場是利用光譜極化測量法測量的。為此，要記錄圓偏振星光，並研究光譜線的最小變化。不過，為了達到必要的偏振測量精度，這種方法需要高品質的數據。

「這種方法對光子極為渴望。這是一個特殊的挑戰，因為在我們的鄰近星系–大麥哲倫雲和小麥哲倫雲中觀測時，即使是最亮的大質量恆星（其質量超過8 個太陽質量）也是相對弱光的，”來自AIP 的Silva Järvinen 博士解釋道。

由於這些條件，傳統的高解析度分光測色計和較小的望遠鏡都不適合進行此類研究。因此，我們使用了安裝在歐洲南方天文台（ESO）甚大望遠鏡（VLT）四個8 公尺望遠鏡之一上的低解析度分光測極計FORS2。

檢測領域的挑戰與突破

以前探測銀河系外大質量恆星磁場的嘗試並不成功。這些測量很複雜，取決於幾個因素。使用圓偏振測量到的磁場稱為縱向磁場，它只對應於指向觀察者方向的磁場分量。它類似於燈塔發出的光，當光束照向觀察者時很容易看到。

由於大質量恆星的磁場結構通常具有軸線傾斜於自轉軸的全局偶極子特徵，因此當觀測者直視自轉恆星的磁赤道時，縱向磁場強度在自轉階段可能為零。偏振訊號的可探測性也取決於用於研究偏振的光譜特徵的數量。最好能觀測到更寬的光譜區域和更多的光譜特徵。此外，較長的曝光時間對於記錄信噪比足夠高的偏振光譜至關重要。

最新觀察和研究結果

考慮到這些重要因素，研究團隊對麥哲倫雲中的五顆大質量恆星進行了光譜測量觀測。位於小麥哲倫星雲中最大規模恆星形成區NGC346 核心內的兩顆推測為單星的恆星（其光譜特徵是我們銀河系中典型的磁性大質量恆星）和一個積極相互作用的大質量雙星系統（Cl *NGC346 SSN7）中，他們成功地偵測到了千高斯數量級的磁場。在太陽表面，只有在小的高磁化區域–太陽黑子–才能探測到如此強大的磁場。

據報導，麥哲倫雲中的磁場探測首次表明，在具有年輕恆星群的星系中，大質量恆星的形成過程與我們的銀河系類似。

編譯來源：ScitechDaily