天文学家发现新型天体:大质量磁性氦星

2023-08-20 03:56:39 来源: cnBeta

磁星是宇宙中最强的磁体。这些具有超强磁场的超密集死星遍布银河系,但天文学家并不清楚它们是如何形成的。现在,研究人员利用世界各地的多台望远镜,包括欧洲南方天文台(ESO)的设施,发现了一颗有可能成为磁星的活恒星。这一发现标志着一种新型天体--大质量磁性氦星--的发现,并揭示了磁星的起源。

科学家发现了一颗恒星--HD 45166,预计它将演化成一颗磁星。这颗恒星开创了大质量磁性氦星这一新类别,并为磁星的起源提供了线索,因为磁星拥有宇宙中最强大的磁场。


(相关资料图)

尽管已经观测了 100 多年,HD 45166 这颗恒星的神秘性质仍然无法用传统模型轻易解释,人们对它知之甚少,只知道它是一对恒星[1]中的一颗,富含氦,质量是太阳的几倍。

研究人员利用世界各地的多台望远镜,包括欧洲南方天文台(ESO)的设施发现了一颗有生命的恒星,它很可能成为一颗磁星,一种超磁死星。这段视频总结了这一发现。资料来源:ESO

今天发表在《科学》(Science)杂志上的一项关于该天体的研究报告的第一作者、荷兰阿姆斯特丹大学天文学家托默-申纳尔(Tomer Shenar)说:"这颗恒星让我有点着迷。托默和我把 HD 45166 称作"僵尸星","

共同作者、欧洲南方天文台(ESO)驻德国天文学家朱莉娅-博登施泰纳(Julia Bodensteiner)说。"这不仅是因为这颗恒星太独特了,还因为我开玩笑说它把 Tomer 变成了僵尸"。

申纳尔以前研究过类似的富氦恒星,他认为磁场可以破解这个难题。事实上,众所周知,磁场会影响恒星的行为,这也可以解释为什么传统模型无法描述HD 45166,它位于约3000光年外的剑鱼座。申纳尔目前在西班牙马德里的天体生物学中心工作。

这幅艺术家印象图显示的是 HD 45166,这是一颗大质量恒星,最近发现它拥有 43000 高斯的强大磁场,这是迄今为止在大质量恒星中发现的最强磁场。从恒星吹出的强烈粒子风被磁场困住,将恒星包裹在气态外壳中,如图所示。

天文学家认为,这颗恒星将以磁星的形式结束自己的生命,磁星是一种结构紧凑、磁性极强的恒星尸体。当 HD 45166 在自身引力的作用下坍缩时,它的磁场将会加强,这颗恒星最终将成为一个非常紧凑的核心,其磁场约为 100 万亿高斯--这是宇宙中最强大的磁体类型。

HD 45166 是双星系统的一部分。在背景中,我们可以瞥见 HD 45166 的伴星,这是一颗普通的蓝色恒星,它的轨道距离比之前报道的要大得多。

申纳尔和他的团队开始利用全球各地的多个设施对这颗恒星进行研究。主要观测是在 2022 年 2 月进行的,使用的是加法夏威夷望远镜(Canada-France-Hawaii Telescope)上的一个可以探测和测量磁场的仪器。研究小组还利用了欧洲南方天文台(ESO)位于智利拉西拉天文台(La Silla Observatory)的光纤馈电延伸范围光学摄谱仪(FEROS)获得的关键档案数据。

观测数据完成后,申纳尔请共同作者、加拿大皇家军事学院恒星磁场专家格雷格-韦德(Gregg Wade)研究这些数据。韦德的回答证实了申纳尔的预感:"好吧,我的朋友,不管这东西是什么,它肯定是有磁性的"。

申纳尔的团队发现,这颗恒星的磁场强得惊人,达到了43000高斯,使HD 45166成为迄今为止发现的磁性最强的大质量恒星。"这颗氦恒星的整个表面的磁场几乎是地球磁场的10万倍,"合著者、比利时鲁汶大学天文研究所的天文学家巴勃罗-马尚解释说[见编辑]。

这次观测标志着发现了第一颗大质量磁性氦星。申纳尔说:"发现一种新型天体是令人兴奋的,尤其是当它一直隐藏在众目睽睽之下的时候。"

这段视频展示了艺术家绘制的 HD 45166 的动画,这是一颗最近发现的大质量恒星,它拥有 43000 高斯的强大磁场,是迄今为止在大质量恒星中发现的最强磁场。从恒星吹出的强烈粒子风被磁场困住,将恒星包裹在气态外壳中,如图所示。图片来源:ESO/L. 卡尔卡达

此外,它还为磁星的起源提供了线索,磁星是一种紧凑的死星,其磁场强度至少是 HD 45166 的十亿倍。研究小组的计算表明,这颗恒星将以磁星的形式结束自己的生命。当它在自身引力的作用下坍缩时,它的磁场将会加强,这颗恒星最终会变成一个非常紧凑的核心,其磁场大约为 100 万亿高斯 - 宇宙中最强大的磁铁类型。

申纳尔和他的研究小组还发现,HD 45166 的质量比以前报告的要小,大约是太阳质量的两倍,而且其恒星对的轨道距离比以前认为的要大得多。此外,他们的研究还表明,HD 45166 是由两颗较小的富氦恒星合并而成的。博登斯坦纳总结说:"我们的发现完全重塑了我们对HD 45166的认识。"

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