25年謎團解開：超新星爆炸如何鑄就磁場巨擘

科學家們揭開了低磁場磁星背後長期尋覓的機制，指出超新星迴落物質會驅動泰勒 - 斯普魯特發電機效應。這個過程，曾經純屬理論，如今已透過數值模擬得到證實，解釋了這些恆星如何形成複雜的內部磁場。

一個國際科學家團隊建立了宇宙中最強磁場如何形成和演化的模型。該研究由紐卡斯爾大學、利茲大學以及法國的研究機構的研究人員領導，於2月4日發表在《自然天文學》上。團隊確認，由超新星物質回落引發的泰勒 - 斯普魯特發電機效應，是低磁場磁星形成的關鍵機制。這一發現解決了自2010年首次確認低磁場磁星以來一直困擾科學家的長期謎團。

研究人員利用先進的數值模擬，描繪了這些恆星的磁熱演化過程。他們的研究結果顯示，原中子星內部的一個特定發電機過程產生了這些相對較弱但複雜的磁場。

該研究的主要作者、紐卡斯爾大學數學、統計與物理學院的研究員安德烈·伊戈舍夫博士解釋道：「中子星誕生於超新星爆炸。在超新星爆發期間，大質量恆星的大部分外層物質會被丟擲，但有些物質會回落，使中子星旋轉得更快。研究人員表明，這個過程透過泰勒 - 斯普魯特發電機機制，在磁場形成中扮演著非常重要的角色。這個機制在近四分之一個世紀前就已在理論上被提出，但直到最近才透過電腦模擬得以再現。透過這個機制形成的磁場非常複雜，恆星內部的磁場比外部強得多。」

眾所周知，磁星擁有巨大的磁場，比地球磁場強數百萬億倍。由於這些磁場，磁星是明亮且變化不定的X射線輻射源。一些磁化程度較低的恆星也有類似的X射線輻射。這些磁化程度較低的恆星被稱為低磁場磁星。發電機效應是一種將電漿運動轉化為磁場的機制。

伊戈舍夫博士正在紐卡斯爾大學成立一個新的研究小組，以進一步研究中子星的複雜磁場。

參考文獻：Andrei Igoshev、Paul Barrère、Raphaël Raynaud、Jérome Guilet、Toby Wood和Rainer Hollerbach所著的《原中子星泰勒 - 斯普魯特發電機與低磁場磁星的聯絡》，2025年2月4日，《自然天文學》。DOI: 10.1038/s41550 - 025 - 02477 - y