根据对一颗热的、富含氦的Wolf-Rayet恒星的观测和恒星演化模型得出的新发现表明,这颗恒星在发生超新星爆发时将产生一颗磁星。这些发现加深了人们对磁星形成过程的理解,磁星被认为是宇宙中磁性最强的实体。
这幅艺术家印象图显示的是 HD 45166,这是一颗最近发现的大质量恒星,它拥有 43,000 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
磁星是中子星的一种特殊类型,其特点是具有强大的磁场。通常情况下,中子星起源于超新星事件,即一颗大质量恒星的内核坍缩。然而,磁星的起源仍不清楚。
有一种理论认为,在超新星爆炸过程中,原恒星大质量内核中磁场的放大可能会导致磁星的形成。然而,在有可能在爆炸后变成中子星的进化恒星中,以前还没有探测到这种强大的磁场。
这幅艺术家的印象图展示了几百万年后,HD 45166 将如何爆炸成一颗非常明亮但能量并不特别高的超新星。在爆炸过程中,它的内核会收缩,困住并集中恒星本已令人生畏的磁场线。资料来源:NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. 扎马尼
HD 45166 的发现
Tomar Shenar和他的研究小组将目光转向了HD 45166,这是一个双星系统,由一颗主序星和一颗热狼射线星伴星组成。Wolf-Rayet星是大质量恒星外露的氦核心,已经失去了外层的氢。申纳尔和他的同事利用加拿大-法国-夏威夷望远镜(Canada-France-Hawaii Telescope)的光谱测量观测数据和其他各种仪器的档案光谱,确定了HD 45166的Wolf-Rayet星(Wolf-Rayet)成分的质量相当于2个太阳质量,并拥有43千高斯的巨大磁场。
这幅艺术家印象图展示了 HD 45166 内核坍缩后的最终命运,它形成了一颗磁场约为 100 万亿高斯的中子星--这是宇宙中最强大的磁铁类型。资料来源:NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. 扎马尼
从观测到恒星演化模型
研究小组依靠恒星演化模型并整合所获得的数据,推断这颗Wolf-Rayet成分注定会坍缩成一颗中子星。他们的计算表明,在这种内核坍缩过程中,磁通量的保持会放大磁场强度,使其处于磁星的观测范围之内。
作者总结说:"因此,我们的观测结果和恒星演化模型表明,类似Wolf-Rayet的成分可能是磁星的直接祖先。"