天文学家首次发现磁星的合作伙伴之星

这位画家的印象展示了非常富裕且年轻的恒星群Westerlund 1的磁场。这个非凡的星团包含数百个非常巨大的恒星，有些恒星闪烁着近一百万个太阳的光辉。欧洲天文学家首次证明，这种磁星-一种具有极强磁场的不寻常类型的中子星-可能是双星系统的一部分。在星团其他地方发现了磁星的前伴星，这有助于解决这样一个谜团：一颗如此巨大的恒星如何会变成磁星，而不是坍塌成黑洞。

天文学家相信，使用ESO的甚大望远镜，他们是首次发现了磁星的伙伴恒星，有助于解释磁星的形成。

磁星是超新星爆炸的奇异超稠密残留物。它们是宇宙中已知的最强的磁铁—比地球上最强的磁铁强大几百万倍。现在，使用ESO甚大望远镜（VLT）的一组欧洲天文学家认为他们是首次发现了磁星的伙伴恒星。这项发现有助于解释磁星是如何形成的（可追溯到35年的难题），以及为什么这颗特殊的恒星没有像天文学家所期望的那样坍塌成黑洞。

在超新星爆炸期间，当大质量恒星在自身引力作用下坍塌时，它将形成中子星或黑洞。磁星是一种不寻常且非常奇特的中子星形式。像所有这些奇怪的物体一样，它们很小且非常致密-一茶匙的中子星物质的质量约为十亿吨-但它们也具有非常强大的磁场。由于地壳中的巨大应力，当电磁表面突然发生称为星震的调整时，它们会释放出大量的伽马射线。

Westerlund 1星团[1]位于Ara（祭坛）南部星座的16,000光年外，是银河系已知的两打磁星之一。它被称为CXOU J164710.2-455216，它给天文学家带来极大的困惑。

“在我们的早期工作中，我们证明了韦斯特隆德1号星团中的磁星一定是在一颗恒星爆炸性死亡中诞生的，恒星的质量大约是太阳的40倍。但这是一个问题，因为预计这种大质量的恒星死亡后会坍塌而形成黑洞，而不是中子星。我们不知道它怎么会变成磁石。”报告这些结果的论文的主要作者西蒙·克拉克（Simon Clark）说。

天文学家提出了解决这个奥秘的办法。他们认为，磁星是由两个非常大的恒星相互作用形成的，它们彼此紧紧围绕着一个双星系统，以致它可以适应地球绕太阳运行的轨道。但是，到目前为止，在韦斯特伦德1号的磁星体位置还没有检测到伴星，因此天文学家使用VLT在星团的其他部分进行搜索。他们寻找失控的恒星-高速逃离星团的物体-可能被形成磁石的超新星爆炸赶出了轨道。发现一颗名为韦斯特隆德1-5 [2]的恒星正是在这样做。

“如果这颗恒星从超新星爆炸中回弹，它不仅具有预期的高速度，而且它的低质量，高发光度和富含碳的成分的组合似乎无法在单颗恒星中复制-显示它的吸烟枪必须是最初由二进制伴侣组成的，”新论文的合著者本·里奇（Open University）补充说。

这一发现使天文学家能够重建恒星的生命故事，从而使磁石得以形成，从而代替了预期的黑洞[3]。在此过程的第一阶段，这对恒星中质量更大的恒星开始用尽燃料，将其外层转移到质量较轻的同伴（注定会变成磁石），使其旋转越来越快。这种迅速的旋转似乎是形成磁极超强磁场的必不可少的成分。

在第二阶段，由于这种质量转移，伴侣本身变得如此巨大，以至于它又掉落了大量最近获得的质量。这些质量大部分消失了，但有一部分又传回了我们仍然看到的今天的原始恒星，即韦斯特隆德1-5。

在这段视频中，我们飞过年轻的恒星团Westerlund 1，并靠近位于其内的奇异的磁星。这个非凡的星团包含数百个非常巨大的恒星，有些恒星闪烁着近一百万个太阳的光辉。欧洲天文学家首次证明，磁星是质量至少比太阳大40倍的恒星形成的，这是一种异常类型的中子星，具有极强的磁场。

“正是这种交换材料的过程为Westerlund 1-5赋予了独特的化学特征，并使其同伴的质量缩小到足够低的水平，以至于产生了磁星而不是黑洞-恒星传递的游戏-具有宇宙后果的包裹！”团队成员Francisco Najarro（西班牙中天体生物学中心）总结。

因此，似乎双星的组成部分可能是形成磁星的必不可少的成分。两颗恒星之间通过质量传递产生的快速旋转似乎对于产生超强磁场是必要的，然后第二个质量传递阶段使待磁化的磁铁足够薄，以至于它不会塌陷成黑洞。它死的那一刻。

笔记

[1]开放星团Westerlund 1是由瑞典天文学家Bengt Westerlund于1961年从澳大利亚发现的，他后来从那里移居智利并担任ESO总监（1970-74年）。该星团位于巨大的气体和尘埃星际云的后面，该云阻挡了大部分可见光。调光因子超过10万，这就是为什么花这么长时间才能发现此特定群集的真实性质的原因。

Westerlund 1是研究极端恒星物理的独特自然实验室，可帮助天文学家了解银河系中最大质量的恒星如何生存和死亡。根据他们的观察，天文学家得出这样的结论：该极端星团很可能包含不低于太阳质量100,000倍的太阳，并且其所有恒星都位于一个小于6光年的区域内。因此，Westerlund 1似乎是银河系中迄今发现的最大的紧凑型年轻星团。

迄今为止，在韦斯特隆德1号中分析的所有恒星的质量至少是太阳质量的30–40倍。因为从天文学上来说，这样的恒星寿命很短，所以韦斯特隆德1号一定很年轻。天文学家确定的年龄在3.5到500万年之间。因此，Westerlund 1显然是我们银河系中的新生星团。

[2]这颗星的全称是Cl * Westerlund 1 W 5。

[3]随着恒星的衰老，它们的核反应改变了它们的化学组成-促进反应的元素被消耗掉了，并且反应的产物不断积累。这种恒星的化学指纹首先富含氢和氮，但碳含量很低，并且在恒星生命的后期才增加碳的含量，到那时碳氢和氮将被严重还原-单颗恒星被认为是不可能的就像韦斯特伦德1-5一样，同时富含氢，氮和碳。

出版物：J. S. Clark等人，“对Westerlund 1中大型二进制文件的VLT / FLAMES调查。IV。Wd1-5 –电磁CXOU J1647-45的二元产物和超新星前伴星，” A＆A，565，A90，2014； doi：10.1051 / 0004-6361 / 201321771

研究报告的PDF副本：对Westerlund 1中大量二进制文件的VLT / FLAMES调查。IV。Wd1-5 –磁星CXOU J1647-45的二元产物和超新星前伴侣？

图像：ESO / L。卡尔萨达