<译>拥有奇特磁场性质的小恒星
December 7th, 2007近日发现的一颗具有惊人磁场特性以及覆盖了超过一半恒星表面的热斑(hot spot)的矮星告诉天文学家们，即使是像这样温度较低的矮星，其性质也并非像以前想象的那样简单而宁静。
TVLM513-46546磁场结构的想象图
近日由位于地面和空间的四架大型望远镜同时进行的观测揭示出了TVLM513-46546-这颗极冷的低质量矮星不同寻常的磁场活动。一队由来自Princeton大学的Carnegie-Princeton博士后，Dr.Edo Berger领导的天文学家小组利用这些观测资料解释了这颗位于牧夫座，距离我们35光年远的M型矮星的光彩夺目的活动。
他们对TVLM513-46546的观测资料包括了来自甚大阵(VLA)的射电数据，来自北双子(North Gemini)8米望远镜的光学光谱，来自SWIFT卫星的紫外图像，以及来自NASA Chandra望远镜的X射线数据。这是有史以来第一次用四架如此强大的设备同时观测一个如此渺小的天体。这次观测是一项旨在寻找极冷矮星中磁场起源的计划的一部分，天文学家们一直假定这样的一类恒星相比于他们大质量，高温度的亲戚，应该是简单而宁静的。
“在这样独一无二的观测阵容下，我们当然期待能有一些不同寻常的发现”，Berger说：“但是，最终我们还是为这颗恒星展现出来的复杂特性深深震撼了”。
恒星原本稳定的射电辐射却被壮观如焰火表演般的，持续一分钟左右的闪耀(Flares)打断。这些闪耀来自恒星星冕中磁场灾难性的碰撞和并和；这样的活动能产生如同大规模短路般的磁能湮灭。小组同样也观测到了X射线辐射以及X射线闪耀。
H-alpha周期观测及射电闪耀观测结果
同样也是首次，小组成员还获得了一系列间隔为两小时的恒星H-alpha辐射图像，而两小时恰好就是恒星的自转周期。”我们发现了一个覆盖了超过恒星一半面积的大型热斑，这热斑使得恒星如灯塔一般在我们的视野中不停的转进转出”，Berger这样描述：”我们仍然不清楚为何只有一半的恒星被氢所点亮，也不清楚这样的活动会持续多长时间，几天，几周，几年还是几百年？”
Berger认为这颗矮星的磁场结构可能是简单的偶极场(南北指向，和地球类似，但比地球要强得多)并且延伸出恒星表面至少一个恒星半径的距离。同时，也会有和太阳上相似的环状小磁场结构存在，只不过尺度比太阳上要小得多。”这些环状和弧状结构没有规律的分布在恒星表面”，Berger说:”那里会产生持续几分钟的闪耀现象，但是恒星整体的磁场结构不会被扰乱。“
像TVLM513-46546这样的恒星曾经被认为是安静，简单，没有太多磁场活动的恒星的典型。“理论上说，随着我们观测的恒星越来越冷，恒星的活动应该越弱，最冷的恒星实际上已经是一片死寂，”，Berger介绍说：“然而结果却发现像TVLM513-46546这样的恒星有围绕着它们的复杂磁场活动，相比于一颗已经几乎没有燃烧的恒星，这样的活动却更接近我们的太阳”。
这颗恒星的复杂磁场活动环境已经可能存在的大热斑也许暗示我们在恒星表面以下(其发电机中)有某种不同寻常的活动，抑或是还有一颗我们未曾发现的伴星。其中，作为对恒星不正常的易激发的磁场分布的解释，潜在伴星的想法是很能引起大家的兴趣的，Berger解释说：但至今仍没有探测到这样伴星的迹象。“这里的主要想法和在其他一些恒星系统中看到的类似，伴星的存在可以直接或者间接的激发恒星的磁场活动”。
和其他的极冷M型矮星一样，TVLM513-46546的表面温度低于2400K(2127摄氏度)并且其质量只有太阳的8%到10%。作为比较，太阳是一个G型恒星，其平均表面温度在6000K左右。
可以把太阳的内部想象成像洋葱一样的分层结构，其内部的对流过程把热量从中心的核反应区传送到太阳的外表面。不同层次间自转速度并不相同，这些导电气体的复杂运动最终导致了我们看到的太阳磁场结构。
相比之下，一颗像TVLM513-46546一样的矮星，其内部是完全对流的，即传送热量到表面的区域从恒星核心一直延伸到恒星表面。这样的一种简单结构一般认为会产生如地球一样的简单磁场结构，而不是我们看到的如太阳那般的复杂，具体原因是什么还有待研究。
为了证实这颗恒星究竟只是一个奇怪的个例还是这类恒星的典型代表，研究小组计划继续对其他这样的恒星展开观测。小组希望通过一个较大的样本研究其他的低质量恒星候选者(e.g 褐矮星)如何产生磁场。Berger还指出他希望通过更多的观测尝试发现这类恒星可能具有的伴星。“潜在伴星的想法在这里还只是一个纯粹的猜测，但是，我想通过继续观测也许能对这种可能性加以评估”。
他们的观测结果将会发表在2008年2月10日出版的天体物理学杂志上，这里可以得到论文的预印本。
对这类恒星磁场的研究以前也有过，但是这还是第一次把4架如此强力的观测设备同时指向同一个天体！
资料来源：Gemini Observatory
http://www.gemini.edu/index.php?option=content&task=view&id=261
