年龄越大，白矮星磁性越强

2021-09-28 来源： cnBeta 原文链接评论0条

年龄越大，白矮星磁性越强 - 1

1/4的白矮星会在强大的磁场中结束生命。图片来源：英国阿马天文台Calcada

银河系中90%以上的恒星以白矮星的形式结束生命。尽管许多行星都有磁场，但它何时出现在行星表面，是否在白矮星的冷却阶段演变，最重要的是产生磁场的机制是什么，仍然未知。

天文观测经常有强烈的偏差。因为白矮星是濒死的恒星，随着时间的推移会，它们会变得更冷，变得越来越弱。因此，观测结果倾向于研究最亮的白矮星，这些天体温度相对更高、更年轻。不过，还有一种更微妙和反直觉的影响，由于其简并状态，体积更大的白矮星比体积更小的白矮星质量更轻。由于较小的白矮星光线也更微弱，科学观测也倾向于质量较小的恒星。

因此，根据亮度和体积选择目标的观测都往往集中在更年轻、质量更小的恒星上，完全忽略了年龄较大的白矮星。

一个问题是，大多数小波谱的观测是用光谱技术进行的，只对最强的磁场敏感，因此很大一部分磁性小波谱不能识别出来。极化光谱法对磁场的灵敏度比光谱学高出两个数量级以上。光谱偏光法已经证明，弱场通过光谱技术无法探测，实际上在白矮星中很常见。

为了进行一个完整的光谱偏振调查，来自英国阿马天文台的S。 Bagnulo和加拿大西安大略大学的 J.D。 Landstreet选择了欧空局盖亚探测器观测的距离太阳20秒差距（1秒差距约等于3.26光年）范围内的所有白矮星。其中约2/3的样本，即大约100个白矮星此前尚未被观察到，在文献中没有可用的数据。研究小组因此使用了威廉·赫歇尔望远镜（WHT）上的ISIS摄谱仪和偏振仪，以及其他望远镜上的类似仪器来观察它们。

他们发现，在白矮星生命初期，当恒星内部不再产生能量，并开始冷却阶段时，磁场非常罕见。因此，在白矮星“诞生”之初，磁场似乎并不是它的特征。最常见的情况是，在白矮星冷却阶段产生磁性特征或把这一特征带到恒星表面。

他们还发现，白矮星的磁场没有显示出明显的欧姆损耗迹象，再次表明这些磁场是在冷却阶段产生的，或者至少随着白矮星的衰老继续出现在恒星表面。

不仅磁场频率会随着白矮星的年龄增加而增加，而且磁场频率与恒星质量也有关系有，在恒星的碳氧核心开始结晶后，磁场出现得更频繁。发电机机制可以解释在白矮星中观测到的最弱磁场，最近的工作表明，同样的机制可以产生比原来预测的更强的磁场。

例如在“地核发电机”的驱动下，地心外核中处于熔融状态的金属铁的持续对流过程形成地球磁场。由地核发电机机制产生的地磁场强度约为1高斯。相比之下，发电机机制可以解释高达10万高斯强度的场，但在白矮星中观测到高达数亿高斯的场。此外，发电机机制需要快速旋转，但这通常在白矮星中看不到。作者表示，需要进一步的理论和观测研究来澄清这种情况。