并合如何使大质量恒星磁化

磁场在宇宙中无处不在。太阳的磁场驱动太阳风并引起太阳耀斑及其他高能表面现象，深刻影响地球的空间天气。1947年，人们在特殊A型星78 Vir上探测到了太阳以外恒星的首个磁场。现已知道，太阳及其他低质量恒星（<1.5太阳质量）的磁场是由其湍流对流包层中的发电机过程就地产生的。与这类恒星不同，中等质量及高质量恒星（>1.5太阳质量；此处称“大质量”恒星）具有相对宁静的辐射包层，无法运行类太阳发电机。然而，其中约10%（包括78 Vir）具有强的大尺度表面磁场，其起源一直是个重大谜团。大质量恒星$\tau$ Sco是该族群中的突出成员，且相较于Upper Scorpius星协中其他 presumed 同龄成员显得异常年轻。在此，我们展示了首次对两颗大质量主序星并合的三维磁流体力学模拟，以及对并合产物后续演化的1D恒星演化计算，可解释$\tau$ Sco的磁场、表观年轻及其他观测特征。我们认为恒星并合中的磁场放大是形成强磁化大质量恒星的普遍机制。这些恒星是宇宙中拥有最强磁场的中子星（即所谓磁星）以及可能引发某些神秘快速射电暴的恒星的有希望前身星。强磁场影响核坍缩超新星的爆发，此外，那些在生命末期拥有快速旋转核心的磁化恒星可能提供驱动长伽马射线暴和超亮超新星的合适条件。