1/4的白矮星會(hui) 在強大的磁場中結束生命。圖片來源：英國阿馬天文台Calcada

　　至少有1/4的白矮星會(hui) 以磁星的形式結束生命，因此磁場是白矮星物理學的一個(ge) 重要組成部分。這一新見解是科學家對一個(ge) 體(ti) 積不大的白矮星樣本進行分析的結果，它為(wei) 白矮星磁性頻率與(yu) 年齡的相關(guan) 性提供了迄今為(wei) 止獲得的最佳證據。這或有助於(yu) 解釋磁場的起源和演化。

　　銀河係中90%以上的恒星以白矮星的形式結束生命。盡管許多行星都有磁場，但它何時出現在行星表麵，是否在白矮星的冷卻階段演變，最重要的是產(chan) 生磁場的機製是什麽(me) ，仍然未知。

　　天文觀測經常有強烈的偏差。因為(wei) 白矮星是瀕死的恒星，隨著時間的推移會(hui) ，它們(men) 會(hui) 變得更冷，變得越來越弱。因此，觀測結果傾(qing) 向於(yu) 研究最亮的白矮星，這些天體(ti) 溫度相對更高、更年輕。不過，還有一種更微妙和反直覺的影響，由於(yu) 其簡並狀態，體(ti) 積更大的白矮星比體(ti) 積更小的白矮星質量更輕。由於(yu) 較小的白矮星光線也更微弱，科學觀測也傾(qing) 向於(yu) 質量較小的恒星。

　　因此，根據亮度和體(ti) 積選擇目標的觀測都往往集中在更年輕、質量更小的恒星上，完全忽略了年齡較大的白矮星。

　　一個(ge) 問題是，大多數小波譜的觀測是用光譜技術進行的，隻對最強的磁場敏感，因此很大一部分磁性小波譜不能識別出來。極化光譜法對磁場的靈敏度比光譜學高出兩(liang) 個(ge) 數量級以上。光譜偏光法已經證明，弱場通過光譜技術無法探測，實際上在白矮星中很常見。

　　為(wei) 了進行一個(ge) 完整的光譜偏振調查，來自英國阿馬天文台的S。 Bagnulo和加拿大西安大略大學的 J.D。 Landstreet選擇了歐空局蓋亞(ya) 探測器觀測的距離太陽20秒差距（1秒差距約等於(yu) 3.26光年）範圍內(nei) 的所有白矮星。其中約2/3的樣本，即大約100個(ge) 白矮星此前尚未被觀察到，在文獻中沒有可用的數據。研究小組因此使用了威廉·赫歇爾望遠鏡（WHT）上的ISIS攝譜儀(yi) 和偏振儀(yi) ，以及其他望遠鏡上的類似儀(yi) 器來觀察它們(men) 。

　　他們(men) 發現，在白矮星生命初期，當恒星內(nei) 部不再產(chan) 生能量，並開始冷卻階段時，磁場非常罕見。因此，在白矮星“誕生”之初，磁場似乎並不是它的特征。最常見的情況是，在白矮星冷卻階段產(chan) 生磁性特征或把這一特征帶到恒星表麵。

　　他們(men) 還發現，白矮星的磁場沒有顯示出明顯的歐姆損耗跡象，再次表明這些磁場是在冷卻階段產(chan) 生的，或者至少隨著白矮星的衰老繼續出現在恒星表麵。

　　不僅(jin) 磁場頻率會(hui) 隨著白矮星的年齡增加而增加，而且磁場頻率與(yu) 恒星質量也有關(guan) 係有，在恒星的碳氧核心開始結晶後，磁場出現得更頻繁。發電機機製可以解釋在白矮星中觀測到的最弱磁場，最近的工作表明，同樣的機製可以產(chan) 生比原來預測的更強的磁場。

　　例如在“地核發電機”的驅動下，地心外核中處於(yu) 熔融狀態的金屬鐵的持續對流過程形成地球磁場。由地核發電機機製產(chan) 生的地磁場強度約為(wei) 1高斯。相比之下，發電機機製可以解釋高達10萬(wan) 高斯強度的場，但在白矮星中觀測到高達數億(yi) 高斯的場。此外，發電機機製需要快速旋轉，但這通常在白矮星中看不到。作者表示，需要進一步的理論和觀測研究來澄清這種情況。

　　相關(guan) 論文信息：

　　https：//arxiv.org/abs/2106.11109

　　本文轉自中國科學報

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