神秘的“磁星”很可能在逃逸恆星的幫助下形成

對一顆逃逸恆星的探測可能解釋了一個巨大的天體如何變成一個緻密的、磁性極強的磁星,而不是坍縮成一個黑洞

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一個遙遠星團中一顆“逃逸”的恆星可能解釋了為什麼一個巨大的超新星沒有坍縮成黑洞,而是留下了一個殘餘天體。

這一發現解釋了在距離地球約16,000光年的韋斯特蘭1星團中存在著一顆磁星——一種不僅高度緻密而且磁性極強的奇異天體。磁星是一種罕見的中子星型別,是在超新星爆炸後留下的。它們也因其向宇宙傳送伽馬射線輻射的“星震”而聞名。您可以在Space.com上觀看有關磁星的影片

磁星CXOU J164710.2-455216已經為人所知一段時間了,但令天文學家困惑的是,它如何從一顆可能比太陽質量大40倍的爆炸恆星中形成。在這樣的質量下,除了一個黑洞之外,什麼都不應該在內爆後留下。[太空中十大最奇異的物體]


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尋找一顆逃逸恆星

多年前,天文學家提出,磁星是由兩顆在非常緊湊的排列中相互環繞的巨大恆星的引力形成的,其系統小到足以容納在地球繞太陽執行的軌道內。然而,該理論需要找到一顆伴星。

這項新的研究尋找任何可能在超新星爆炸中被丟擲原軌道的“逃逸”恆星。一個候選者——韋斯特蘭1-5——的行為完全符合預測。

“這顆恆星不僅具有如果它是從超新星爆炸中反彈出來所預期的速度,而且其低質量、高光度和富含碳的組合似乎不可能在單顆恆星中複製——這是一個確鑿的證據,表明它一定最初是與雙星伴星一起形成的,”開放大學的天文學家、這項新研究的合著者本·裡奇說。

雙重麻煩

利用這些資訊,天文學家重建了磁星的歷史,並得出結論,這些天體很可能只在雙星系統中形成。

故事開始於雙星系統中質量較大的恆星開始燃燒掉其最後的燃料時。它的外層脫落並轉移到伴星——未來的磁星。伴星加速了它的旋轉,這被認為是磁星高磁場的關鍵。

最終,伴星變得如此巨大,以至於它脫落了那些外層。大部分物質洩漏到太空中,但有些物質再次聚集在原來的恆星上——形成了一種獨特的化學特徵。正是這第二次“質量轉移”阻止了伴星在內爆時變成黑洞。

關於這項研究的論文將發表在《天文學與天體物理學》期刊上,由開放大學的西蒙·克拉克領導。

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Elizabeth Howell (she/her), Ph.D., is a staff writer in the spaceflight channel since 2022 covering diversity, education and gaming as well. She was contributing writer for Space.com for 10 years before joining full-time.

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