第30章 WR 104 (5/11)

模型，模拟了wr

104的恒星风相互作用。模型的核心是求解理想磁流体力学（mhd）方程，追踪两颗恒星的恒星风（速度2000

km\/s

vs

1500

km\/s）、磁场（10^12高斯

vs

8x10^11高斯），以及它们之间的引力相互作用。

模拟结果显示：

螺旋的“诞生”：主星（wr

104

a）的强恒星风先形成一个球形气泡，伴星（wr

104

b）的引力拉扯这个气泡，使其在轨道平面内形成螺旋状“尾巴”；

螺旋的“成长”：随着时间推移，螺旋的臂长以每年0.01光年的速度增长，旋转速度从初始的80

km\/s提升至当前的120

km\/s（角动量守恒的结果）；

螺旋的“心脏”：两颗恒星轨道平面的中心区域，形成一个高温热点（温度≈10^6

k），这是恒星风碰撞最剧烈的地方，发出强烈的x射线（被chandra望远镜捕捉到）。

1.2

螺旋的“稳定性”：会不会突然断裂？

一个关键问题是：这个螺旋结构会不会因为恒星风的变化而断裂？比如，当其中一颗恒星的质量损失率突然增加，或者轨道周期发生变化？

模拟给出了否定的答案：

两颗恒星的轨道周期非常稳定（220天±1天），因为它们的质量损失率都很低（每年10^-5-10^-6倍太阳质量），不足以改变轨道动力学；

即使主星的质量损失率增加10倍（达到10^-4倍太阳每年），螺旋结构也只会“变粗”，不会断裂——因为伴星的引力足够“拉住”恒星风的尾巴。

换句话说，wr

104的螺旋结构是长期稳定的，它会持续存在直到其中一颗恒星爆发为超新星。

1.3

最新的观测验证：alma的“螺旋特写”

2023年，alma发布了wr

104的超高分辨率图像（分辨率≈0.01角秒，相当于从地球看清月球上的一枚硬币），证实了模拟的结论：

螺旋的臂宽约为0.1光年，比之前认为的更窄，说明恒星风的碰撞非常集中；

螺旋的旋转速度达到125

km\/s，与模拟结果一致；

热点的大小约为0.05光年，温度高达1.2x10^6

k，与chandra的x射线观测吻合。

第二章

伽马射线暴的“触发开关”：快速旋转与强磁场的“合谋”

wr

104的真正威胁，来自超新星爆发时可能产生的相对论性喷流。而喷流的形成，需要两个关键条件：快速旋转的恒星和强磁场。

2.1

主星的“旋转密码”：100

km\/s的自转速度

wr星的旋转速度是关键——快速旋转会产生离心力，将恒星的外层物质“甩”出去，同时驱动磁致扭矩，将角动量传递给恒星风。

通过光谱线展宽测量，wr

104

a的自转速度约为100

km\/s（赤道处的线速度）。这个速度意味着什么？