磁星是中子星的一种,是宇宙中磁场最强大的天体之一,但是对于磁星的起源,目前科学家还不是很清晰,只是新发现的一颗磁场极强的恒星——HD 45166可能会为科学家带来新的解释。
HD 45166是一个双星系统,距离地球大约3000光年,由一颗准沃尔夫-拉叶星(qWR)和一颗B型主序星(B7V)组成。准沃尔夫-拉叶星指的是一类光谱和真正的沃尔夫-拉叶星类似,但是其质量和亮度都远远低于真正沃尔夫-拉叶星的恒星。
在HD 45166这个系统中,B型主序星(B7V)是一颗质量是太阳3.4倍的恒星,半径大约是太阳半径的2.63倍,亮度是太阳的178倍,表面温度是13000K。虽然这颗恒星比太阳更大,但是它并没有什么特别之处,我们按下不表。
准沃尔夫-拉叶星(qWR)是一颗质量相当于太阳2.03倍的恒星,但是它的半径只有太阳的0.88倍,而它的表面温度高达56000K,亮度是太阳的6760倍,可见这是一个非常明亮的恒星。
这两颗恒星之间相距大约为10.5个天文单位,比土星到太阳的距离还要稍微远一些。这两者相互绕行一圈的时间是8200天,或者是22.5年,因为两者的质量差别不是很大,所以两者实际上是围绕共同的质心旋转的。
HD 45166系统中的两颗恒星保持现在的稳定状态已经有超过1.05亿年的时间了,但是它们在未来的命运可能并不太长久了。
问题主要出在更小的准沃尔夫-拉叶星(qWR)身上,这是一颗在全宇宙中都非常独特的恒星类型,是目前发现的唯一一颗准沃尔夫-拉叶星。这颗恒星主要是由氦组成,氢元素仅占恒星质量的25%,此外,这颗恒星还存在大量的碳、氮和氧元素。
所以准沃尔夫-拉叶星(qWR)其实应该属于氦星甚至是极端氦星。科学家推测,这颗恒星的前身可能是两颗氦星,后来因为它们的轨道太过于接近,最终合并形成了现在的准沃尔夫-拉叶星(qWR)。
目前,准沃尔夫-拉叶星(qWR)还能够通过燃烧内部的氦元素来发光发热,但是很明显这种状态比普通的恒星更加不可持续,在未来数百万年内,随着它耗尽了内部的氦元素,形成更多的碳氧氮元素,它就会燃烧外壳并不断膨胀,形成一颗半径大约为太阳300倍的巨星,最终以Ib或IIb型超新星爆发的方式,内部核心物质坍缩成一颗中子星,而且这颗中子星极大的概率会是一颗磁星。
至于以科学家这么确定准沃尔夫-拉叶星(qWR)能够形成磁星,主要还是因为它拥有超强的磁场,目前准沃尔夫-拉叶星(qWR)的磁场强度高达43000高斯,是太阳磁场强度的40000多倍,是目前科学家发现的磁场最强的恒星。
而当这颗恒星坍缩成中子星的时候,它的磁场强度会高达上亿高斯,所以就必然是一颗磁场极强的中子星,也就是磁星。
HD 45166为科学家带来了一种全新的视角,了解到磁星是如何形成的。