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磁星是什麼類型的行星?

磁星是一種特殊的脈衝星,脈衝星是快速旋轉的中子星,中子星則是大質量恆星爆炸後形成的超新星:爆炸時恆星的外層被拋射入太空,而其核心塌縮成脈衝星。磁星是罕見的,也是非凡的,在目前已知的數以千計的脈衝星中,只有20餘顆磁星。

磁星是什麼類型的行星?


英國米爾頓凱恩斯市開放大學的天文學家西蒙·克拉克和他的同事觀察到一個被命名為「維斯特盧1」的年輕星團,並在其中發現了一顆磁星。該星團只有500萬歲,位於天壇座中,距離地球16 000光年。


這個星團的發現過程非常有趣。他們先是發現了一顆奇特的藍超巨星「維斯特盧1-5」,它比太陽更熾熱、更明亮。該巨星和一顆巨大的恆星組成了雙星系統,而這顆恆星後來變成了磁星。「維斯特盧1-5」表面的氣體被這顆巨大的恆星吸引,大量流向恆星,加速了該恆星的自轉。這個過程就像落下的水使得水輪轉動一樣。克拉克認為,這種自轉增強了這顆伴星的磁場,使得它爆發時變成了磁星,而不是普通的脈衝星。

磁星是什麼類型的行星?


如果沒有「維斯特盧1-5」,這顆恆星很可能最終塌縮成為黑洞。但在它爆炸前的膨脹階段,「維斯特盧1-5」奪回了足夠的氣體,使其「成功瘦身」,最終沒有變成黑洞。表面氣體的流失和恆星自身的膨脹降低了它的自轉速度,就像旋轉的花樣滑冰選手伸開手臂時速度會變慢一樣。


克拉克說,有兩個事實可以支持這一結論:這顆藍超巨星正快速地遠離它所在的星團,這表明最近有另外一顆恆星發生爆炸將其推了出去;這顆藍超巨星含有異常豐富的碳、氮和氧。


在其一生的大部分時間裡,藍色恆星都是通過碳、氮、氧的循環來產生能量的,在這一循環過程中,碳和氧逐漸轉變成氮。

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藍超巨星「維斯特盧1-5」中含有大量的氮和極少的氧,同時含有大量的碳,這很不合常理。克拉克的團隊認為,「維斯特盧1-5」是在那顆恆星變成磁星之前不久獲得這些碳的。在那顆恆星生命的後期,大量的氦聚變成碳,並將部分碳噴射到「維斯特盧1-5」的表面,隨後爆發成為磁星,和「維斯特盧1-5」分道揚鑣。

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雖然澳大利亞悉尼大學的天文學家布賴恩·岡斯勒沒有參與這項研究,但他認為這個結論是合理的,因為巨型恆星通常都有伴星,而這顆磁星卻和「維斯特盧1-5」獨立存在。一顆脈衝星只在其生命的前10 000年才是磁星,「維斯特盧1-5」上的碳應該也只能存在10 000年左右,之後便會沉入恆星表面之下,從人們的視野中消失。


如果這項新發現能夠被證實,磁星的形成之謎也許就迎刃而解了。

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