內(nèi)部磁場的劇烈重組和浮現(xiàn)可能是類日恒星進入演化末期的關(guān)鍵征兆。

兩種不同X射線波段下太陽影像的疊加。ESA / NASA /Solar Orbiter / EUI Team

太陽及質(zhì)量與太陽相當(dāng)?shù)暮阈窃诤巳剂虾谋M后，會膨脹成紅巨星；然后這顆紅巨星又會拋去其蓬松的外層，留下一顆熾熱的白矮星。但這是一個漫長的過程，其時間跨度要用十億年為單位來計量。

紅巨星的核心自轉(zhuǎn)速度要比外層快10倍。Paul Beck

近日由奧地利科技研究所（ISTA）主導(dǎo)的一個國際理論天體物理研究團隊發(fā)現(xiàn)，類日恒星年輕時形成的磁場，有可能會深埋于核心并貫穿其一生，并在紅巨星階段顯現(xiàn)出來，最終在白矮星表面留下被稱為 “化石磁場（fossil fields）” 的印記。研究人員建構(gòu)的新理論模型提示，內(nèi)部磁場的浮現(xiàn)可能是類日恒星演化末期的關(guān)鍵征兆。

該模型是基于近來部分研究指向紅巨星內(nèi)核可能存在磁場這一發(fā)現(xiàn)作出的。

紅巨星的內(nèi)核和白矮星其實是同一恒星內(nèi)核在不同演化階段的表現(xiàn)——因此研究人員認為，如果這二者的磁場存在相似性，那么這種聯(lián)系很可能是必然的。

研究人員推測，當(dāng)與太陽相似的恒星進入紅巨星階段后，其外層物質(zhì)被拋出的過程，會在以其核心為基礎(chǔ)形成的白矮星表面留下獨特印記。而留下這一印記的一個關(guān)鍵性因素，是紅巨星磁場的擴展范圍。紅巨星磁場的范圍越大，白矮星表面的磁場印記就越明顯。但這與磁場強度無關(guān)，只與磁場的覆蓋范圍有關(guān)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，恒星演化對其磁場形態(tài)的影響，會導(dǎo)致其磁場像籃球一樣呈現(xiàn)分段結(jié)構(gòu)，而不是集中于一點；與此同時，其表面磁場的強度會高于內(nèi)核。

這一系列研究結(jié)果，可以幫助科學(xué)家更清楚地了解太陽的未來，及其內(nèi)部深處的總體狀態(tài)。

事實上，時至今日，科學(xué)家仍不知道太陽的內(nèi)核是否有磁性。主流模型通常假設(shè)太陽核心沒有強磁場。

但這些研究人員認為并非如此。大部分類日恒星在其早期階段形成的磁場很可能會持續(xù)存在并貫穿其一生——只不過無法被探測到。它們最終會在其殘骸——白矮星身上留下印記。

如果太陽核心確實存在未被發(fā)現(xiàn)的強磁場，理論上它可能通過混合燃料延長主序星壽命，但也可能產(chǎn)生相反效果。

這是因為如果太陽的內(nèi)核存在磁性，強磁場會將其外層的氫帶入內(nèi)部，使得聚變反應(yīng)能夠進行得更久一些。不過，也有可能事與愿違——磁場也有可能會加速紅巨星外層物質(zhì)的流失。

所以太陽臨終發(fā)出的信號可能不僅是亮度和體積的變化，還有其內(nèi)部磁場的劇烈重組和浮現(xiàn)。

恒星的演化對磁場形態(tài)的影響。模擬結(jié)果顯示，其磁場會形成一種殼狀結(jié)構(gòu)。Lukas Einramhof / ISTA

參考

Magneto-archeology of white dwarfs

https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2026/04/aa59069-26/aa59069-26.html