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香港中文大學物理系李華白教授及其研究小組花了近十年時間，研究及觀察形成巨型星體之星雲，首次揭示星雲中的磁場（magnetic fields）對星體的形成有不可或缺的影響。有關研究結果獲著名國際科學雜誌《自然》刊登，預計此研究成果將顛覆天文學界一貫以來有關星體形成之理。 

美國天文學家薩根曾言：「萬物皆自星塵」，因為構成天地人之物質（原子）都源自星體的殘骸。過去一個世紀，科學家對星體的生命周期的認識──由新星體至星體死亡（如白矮星、中子星及黑洞等）──突飛猛進，但對星體的形成之理仍然一知半解。李教授及其研究小組竭力尋找有關答案，終有小成。 

恆星形成未解之謎 

巨型恆星的質量比太陽的質量大十倍以上，其質量之巨令其迅速燃燒，最後化作中子星或黑洞結束短暫一生。由於它們距離地球非常遙遠，難以觀察，因此其形成過程仍然是個謎。德國哲學家康德(Immanuel Kant)曾在1755年提出，大片雲氣團因重力(gravity)而塌縮之後會形成恆星（德原文：Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels）。200年後，在太空的大型分子雲團中確實發現大量年輕的恆星，其成份主要是氫氣，其質量可相當於一百萬個太陽。巨型恆星通常成群誕生，令人不解的是，分子雲團中只有少於10%的質量會轉化成恆星。由此推測，恆星形成過程中除了造成塌縮的重力，必定還有其他力量與之抗衡抵銷，限制分子雲轉化成恆星，造成現時所見的恆星質量分佈。長久以來，天文學家對於磁場是否為此抗衡之力爭辯已久，而直接測量分子雲中的磁場強度亦極之困難。 

與地球相距約5,500光年、位於天蠍座之處，是最接近地球的巨型星雲，名為NGC6334，又稱為貓掌星雲(Cat’s Paw Nebula)。李教授及其團隊花了近十年時間，收集該星雲的數據並致力繪製磁場的形態，以研究星雲的形成、分裂及星雲核心（星體孕育之處）的形成。 

磁場在恆星形成中的重要角色 

李教授指出：「不論尺度的大小，NGC 6334之磁場方向均近乎不變，意味星雲自身的重力及湍流均未能有效改變磁場方向。相反地，塌縮的重力及湍流速度卻因強磁場而不對稱。簡而言之，磁場不論對星雲形成、碎裂及核心形成都有關鍵的影響。主流的假設認為湍流是影響恆星形成的單一主要因素，與我們的研究結果大相逕庭。」 

來自Harvard-Smithsonian Center的研究合作者Dr. TK Sridharan表示：「在不同尺度下觀測單一星雲令此次研究結果更有啟發性。在相差1000倍的尺度下，我們能夠同時觀測磁場方向和磁力線結構，並得知前兩者與分子雲碎裂的關係。」台灣中央研究院天文研究所的呂浩宇博士，也是此次研究的合作者表示：「要製作跨度如此之廣的全面圖像需要堅強的信念和無盡的精力。」 

測量磁場的強弱看似易如反掌，實則難比登天。李教授等人另闢新徑，建立一個創新的簡易磁量估算法。參與此研究的中大研究院一年級生、楊振寧獎學金得獎者袁嘉豪表示：「因氣體收縮極不均勻，垂直於平均磁場方向之重力和磁張力必需接近平衡。」另一重要成員，德藉博士後研究員Dr. Frank Otto利用電腦模擬技術成功證明以上假設。要證明磁場動態對星體形成的重要性，磁場強度如何隨星雲密度改變是一個重要指標。是次研究結果首次顯示，形成巨型恆星的星雲中，磁場約與星雲密度的0.4次方成正比，進一步證實星雲塌縮和分裂是由磁場控制。 

《自然》期刊評審員指出：「以往恆星形成的理論模擬 (theoretical simulations)中常常忽略了磁場，本研究結果卻證明磁場於各尺度下對星雲的塌縮有關鍵的影響，是一項非常重要的發現。」 

論文全文刊載於以下連結:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14291.html