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科技工作者之家 2020-09-08
来源:天文物理
一些中子星如何成为宇宙中最强的磁铁?一个德英天体物理学家小组已经找到了一个可能的答案,来回答磁星是如何形成的。科学家们使用大型计算机模拟来演示两颗恒星的合并,是如何产生强磁场的。如果这样的恒星在超新星中爆炸,就会产生磁星。来自海德堡大学,马克斯普朗克学会,海德堡理论研究所和牛津大学的科学家参与了这项研究,其研究结果发表在《自然》上。
宇宙被磁场缠绕在一起,例如,太阳有一个包络,其中对流不断地产生磁场。研究的第一作者、海德堡大学天文学中心的Fabian Schneider博士解释说:即使大质量恒星没有这样的包络,仍然在其中大约10%的表面观察到一个强大的大规模磁场。虽然这样的现象是在1947年发现,但它们的起源至今仍难以捉摸。十多年前,科学家们提出,当两颗恒星相撞时,会产生强大的磁场。
慕尼黑附近加青市Max Planck Society计算中心的Sebastian Ohlmann博士说:但直到现在,还无法验证这个假设,因为我们没有必要的计算工具。这一次,研究人员使用了AREPO代码,一种运行在海德堡理论研究所(HITS)计算机集群上高度动态的模拟代码来解释Tau Scorpii(τSco)的特性,Tau Sco是一颗距离地球500光年的磁性恒星。
牛津大学的Fabian Schneider和Philipp Podsiadlowski意识到τSco是一个所谓的蓝色流浪者。流浪者者是合并恒星的产物:蓝星。假设Tau Scorpii在合并过程中获得了强大的磁场。通过对τSco的计算机模拟,德国和英国的研究小组现在已经证明,两颗恒星合并期间的强烈湍流可以产生这样的场。恒星合并相对频繁,科学家们假设银河系中大约10%的大质量恒星都是这种过程的产物,这与磁性大质量恒星的发生率非常一致。天文学家认为这些恒星在超新星爆炸时可以形成磁星。
当τSco在其生命周期结束时爆炸时,也可能发生这种情况。计算机模拟表明,产生的磁场足以解释磁星中异常强的磁场。磁星被认为具有宇宙中最强的磁场,比人类产生的最强磁场强1亿倍。大约10%的“大质量”恒星(超过太阳质量1.5倍的恒星)具有强大的大规模表面磁场。主序列和前主序列恒星的合并可以产生这样强的磁场,合并后的大质量恒星的预测约占百分之十。
本研究研究了两颗大质量恒星结合的三维磁流体力学模拟,并跟踪了合并产物的演变。在模拟中产生了强大磁场,合并后的恒星会重新焕发青春,因此它看起来比其他同时代的恒星更年轻,更蓝。这种巨大的蓝星似乎很可能是磁星的祖先,也许会引起所观察到的一些神秘快速射电爆发,而且它们的超新星可能会受到其强大磁场的影响。
来源:tianwenwuli 天文物理
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