科學(xué)家用計(jì)算機(jī)模擬了類似心宿三的磁星是如何誕生的。該圖像是軌道平面的剖面圖，其中的填色代表了磁場(chǎng)的強(qiáng)度，而淺色的剖面線則反映了磁場(chǎng)線的方向

　　北京時(shí)間 11 月 5 日消息，宇宙中最強(qiáng)的磁體是什么?它們又是如何由中子星演變而來(lái)?一個(gè)由德國(guó)和英國(guó)天體物理學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)找到了這個(gè)問(wèn)題的可能答案。

　　研究人員用大型計(jì)算機(jī)模擬演示了兩顆恒星的合并如何產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)。如果這些恒星以超新星的形式爆發(fā)，就可能形成磁星。來(lái)自海德堡大學(xué)、馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)、海德堡理論研究所和牛津大學(xué)的科學(xué)家參與了這項(xiàng)研究，詳細(xì)的結(jié)果發(fā)表在近期的《自然》(Nature)雜志上。

　　宇宙中充滿了磁場(chǎng)。例如，太陽(yáng)具有一個(gè)磁力線的包絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中的對(duì)流活動(dòng)不斷產(chǎn)生磁場(chǎng)。這項(xiàng)研究的第一作者、海德堡大學(xué)天文中心的法比安·施耐德(Fabian Schneider)博士解釋說(shuō)：“盡管大質(zhì)量恒星沒(méi)有這樣的包絡(luò)，但我們?nèi)阅茉诖蠹s 10% 的大質(zhì)量恒星表面觀測(cè)到大規(guī)模的強(qiáng)大磁場(chǎng)。”盡管科學(xué)家在 1947 年就發(fā)現(xiàn)了這些磁場(chǎng)，但它們的起源至今仍是個(gè)謎。

　　該圖像是軌道平面的剖面圖，其中的填色代表了磁場(chǎng)的強(qiáng)度，而淺色的剖面線則反映了磁場(chǎng)線的方向

　　有科學(xué)家在十多年前提出，兩顆恒星相撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。然而，馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)計(jì)算中心的塞巴斯蒂安·奧爾曼(Sebastian Ohlmann)博士說(shuō)指出，直到現(xiàn)在，我們還不能驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)，因?yàn)闆](méi)有必要的計(jì)算工具。這一次，研究人員使用了 AREPO 代碼，這是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的仿真代碼，可以在海德堡理論研究所的計(jì)算機(jī)集群中運(yùn)行。利用這一方法，研究人員對(duì)心宿三(Tau Scorpii，或τ Sco)的特性進(jìn)行了解釋。這是一顆距離地球約 500 光年的磁星。

　　2016 年，法比安·施耐德和牛津大學(xué)的菲利普(Philipp Podsiadlowski)教授意識(shí)到，心宿三是一顆藍(lán)離散星(blue straggler)。主流理論認(rèn)為，藍(lán)離散星是恒星合并的產(chǎn)物。“我們的假設(shè)是，心宿三在合并過(guò)程中獲得了強(qiáng)大的磁場(chǎng)，”菲利普教授解釋道。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬心宿三的形成，德英研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，兩顆恒星合并過(guò)程中的強(qiáng)烈動(dòng)蕩可以產(chǎn)生類似的磁場(chǎng)。

　　恒星的合并十分頻繁。科學(xué)家估計(jì)，銀河系中大約 10% 的大質(zhì)量恒星是合并過(guò)程的產(chǎn)物。施耐德博士表示，這與大質(zhì)量磁星的出現(xiàn)頻率相吻合。天文學(xué)家認(rèn)為，這些大質(zhì)量恒星在以超新星的形式爆發(fā)時(shí)可能形成了磁星。

　　同樣的過(guò)程可能也會(huì)發(fā)生在心宿三爆發(fā)的時(shí)候。計(jì)算機(jī)模擬表明，由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)足以解釋磁星中異常強(qiáng)烈的磁場(chǎng)。海德堡理論研究所的弗雷德里希·勒普克(Friedrich Ropke)說(shuō)：“磁星被認(rèn)為是宇宙中磁場(chǎng)最強(qiáng)的天體，比人類產(chǎn)生的最強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng) 1 億倍。”
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