磁場最近の研究によると、2つの星が一緒に形成されるとき、恒星の合体によって形成されるようです。この研究の結果は、査読済みの学術雑誌に掲載されました。

科学。9年間の観測を経て行われたこの研究の結果は、科学者たちがこれまで説明する方法を知らなかった、磁気星の奇妙な性質の1つを明らかにした。

二極化する発見？

磁気星がどのように形成されるか

磁場は、磁気的な影響を持つ一種の物理領域です。これは、電流と電荷にどのような影響を与えるか、また磁性材料にどのように作用するかでわかります。 

一般に信じられていることに反して、磁性は金属をはるかに超えています。これは実際には強磁性として知られるものであり、単なる一種にすぎません。磁力自体は、物体が互いに引き付けられたり、反発したりするときに形成される力であり、金属だけよりもはるかに広範囲に広がっています。 

すべてはある程度、磁性を持っています。なぜなら、すべてのものは原子でできており、原子には電荷を持つ電子があるからです。電子が動き回ると電流が流れ始め、各電子はそれ自体で非常に小さな磁石になります。通常、ほとんどの物体には同じ量の電子が異なる方向に回転しており、これにより磁気が打ち消されます。鉄のような強磁性金属はこの平衡を持たないため、より明らかに磁性を示します。

しかし、磁石は単なる磁石ではありません。磁石になるには、N 極と S 極を持つ磁場が必要です。反対の極は互いに引き付け合う一方、同じ種類の極は互いに反発します。 

では、どうやって磁場ができるのでしょうか？そうですね、より小さな規模では、電気を流すと一時的に磁場が形成されます。しかし、もっと大きな規模ではどうでしょうか？

たとえば、地球上で唯一最大の磁石である地球そのものを見てみましょう。 

地球の磁場惑星の内部から始まり、宇宙へと出ていきます。この磁場は、宇宙線や太陽風からの特定の荷電粒子を反発することができるため、地球上の生命にとって非常に重要です。磁場が存在しない場合、これらの光線や風は大気の一部を破壊し、基本的に地球とその上のすべてのものを有害な放射線に対して脆弱にする可能性があります。 

科学者たちはそれを完全に理解しているわけではありませんが、地球の磁場は地球の外核で形成されるというのが一般的なコンセンサスです。地球ダイナモを引き起こすプロセスにより、コアから熱が逃げ、その結果、コア内の鉄とニッケルが加熱され、溶けて動き回ります。この動きは対流として知られており、最終的には電流を生成します。 

地球にとってはそれはすべて理にかなっていますが、星に関してはまったく意味がありません。 

ここで、明確にするために、マグネターとして知られる星の種類があります。具体的には、これらは、中性子星つまり、それらはすでに超新星爆発を起こし、信じられないほど高密度になったが、ブラックホールにはならなかった死んだ星であるということです。これらの星が磁場を持っているという事実は議論の余地がありません。実際、それらの磁場は信じられないほど強力で、存在することが知られている中で最も強力な磁性体です。それらの磁場は、超新星爆発後に中性子星が形成されるとき、あるいはおそらく既存の磁場を持つ星が中性子星に変化するときに、特定の状況を通じて形成されると考えられています。

しかし、ここからが問題の始まりです。通常の星、特に巨大な星はそもそもどのようにして磁場を持っているのでしょうか? 

小さな星には磁場があり、その理由はわかっています。地球と同様に、その内部には対流が発生し、磁場が発生する可能性があります。しかし、太陽の質量以上の、より大きな恒星には、このオプションがありません。内部では対流が起こらないため、磁場が存在するはずがありません。 

しかし、いずれにしても、既知の大質量星のすべての約 7% がそれらを持っています。これはどのようにして可能でしょうか?

これは、ヨーロッパ南方天文台 (ESO) のアビゲイル・フロスト率いる研究者たちが答えようとした疑問です。 

彼らの研究は、約 3,800 光年離れた連星系である HD 148937 を中心に行われました。連星系なので、そこに 2 つの星があり、この場合はどちらも大きいということになります。ただし、磁性をもつのは 2 つのうち 1 つだけです。では、どうしてこのようなことが起こるのでしょうか？ 

連星系を9年間研究し、それについてできる限りのことを学んだ後、彼らはかなり天文学的な結論、つまり恒星の合体を導き出した。

大質量星が磁性を帯びる理由の 1 つの可能性は、星の物質が混ざり合う可能性があるということです。しかし、星には対流がないので、これは星自体では起こりません。しかし、その素晴らしい物質が他の場所から来た場合には、それが起こる可能性があります。

この星系内の 2 つの星には年齢に不一致があることが判明しました。そのうちの 1 つである主星は、磁性体でもあり、副星よりもかなり若く、より熱く、より速く、より質量があり、あまり進化していないことが判明しました。両方の星はほぼ同時に形成されるはずなので、この年齢の不一致は意味がありません。 

両方の星を取り囲むのは、他の元素とともに窒素と炭素が豊富な星雲です。これらの要素は、星自体から遠く離れた、星雲の外れにあります。窒素や炭素のようなものは恒星の内部でのみ形成される可能性があるため、これは不可能であるはずです。他のいくつかの説明を除外した後、唯一の説明は、星雲の形成中に星の内部を激しく破壊する何かが起こったというものでした。 

主星の謎についても考えてみましょう。磁場があるにもかかわらず、なぜこれほど速く動くのでしょうか?これにより、磁気ブレーキとして知られるプロセスの回転が遅くなるはずです。 

しかし、これらのことはどれも、素晴らしい合併によって説明できる可能性があります。

本質的に、この連星系にはかつては 2 つではなく 3 つの星があったはずです。星雲の形成中のある時点で、それらの星のうちの 2 つが合体することになりました。これにより、恒星物質が混合して磁場が形成され、窒素などの他の恒星物質が星雲の中に放出されたと考えられます。 

磁気遮断が有効になるには、これはかなり最近のことである必要があります。しかし、この星雲の年齢を考慮すると、これは理にかなっています。このような星雲の年齢は約 3,000 ～ 7,500 年と推定されています。磁気破壊が効果を発揮するまでには150万年かかる。合体中に失われた恒星の質量の量も、星雲自体の推定質量の原因となるでしょう。 

しかし、これが起こる確率はどれくらいでしょうか？ 

研究者らは、これらの大質量星の約8％以上が互いに合体を起こしていると考えられると指摘している。これは、これらの大質量星の約 7% が磁場を持っているという事実と非常によく一致しています。 

しかしこれは、磁場が一時的なものにすぎないことも意味します。最終的には、星の内部は異なる星の物質の間で完全に混合されます。それは落ち着き、磁場に燃料を供給するダイナモは停止し、磁場は消滅します。 

研究者らは、これが宇宙における磁気星の主な原因である可能性があると理論づけています。ただし、これを確認するにはさらなる研究が必要になる可能性があります。