中大天文学家揭示巨型恆星诞生之奥秘
香港中文大学物理系李华白教授及其研究小组花了近十年时间，研究及观察形成巨型星体之星云，首次揭示星云中的磁场（magnetic fields）对星体的形成有不可或缺的影响。有关研究结果获着名国际科学杂誌《自然》刊登，预计此研究成果将颠覆天文学界一贯以来有关星体形成之理。
美国天文学家萨根曾言：「万物皆自星尘」，因为构成天地人之物质（原子）都源自星体的残骸。过去一个世纪，科学家对星体的生命周期的认识──由新星体至星体死亡（如白矮星、中子星及黑洞等）──突飞猛进，但对星体的形成之理仍然一知半解。李教授及其研究小组竭力寻找有关答案，终有小成。
恆星形成未解之谜
巨型恆星的质量比太阳的质量大十倍以上，其质量之巨令其迅速燃烧，最后化作中子星或黑洞结束短暂一生。由于它们距离地球非常遥远，难以观察，因此其形成过程仍然是个谜。德国哲学家康德(Immanuel Kant)曾在1755年提出，大片云气团因重力(gravity)而塌缩之后会形成恆星（德原文：Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels）。200年后，在太空的大型分子云团中确实发现大量年轻的恆星，其成份主要是氢气，其质量可相当于一百万个太阳。巨型恆星通常成群诞生，令人不解的是，分子云团中只有少于10%的质量会转化成恆星。由此推测，恆星形成过程中除了造成塌缩的重力，必定还有其他力量与之抗衡抵销，限制分子云转化成恆星，造成现时所见的恆星质量分布。长久以来，天文学家对于磁场是否为此抗衡之力争辩已久，而直接测量分子云中的磁场强度亦极之困难。
与地球相距约5,500光年、位于天蝎座之处，是最接近地球的巨型星云，名为NGC6334，又称为猫掌星云(Cat's Paw Nebula)。李教授及其团队花了近十年时间，收集该星云的数据并致力绘製磁场的形态，以研究星云的形成、分裂及星云核心（星体孕育之处）的形成。
磁场在恆星形成中的重要角色
李教授指出：「不论尺度的大小，NGC 6334之磁场方向均近乎不变，意味星云自身的重力及湍流均未能有效改变磁场方向。相反地，塌缩的重力及湍流速度却因强磁场而不对称。简而言之，磁场不论对星云形成、碎裂及核心形成都有关键的影响。主流的假设认为湍流是影响恆星形成的单一主要因素，与我们的研究结果大相逕庭。」
来自Harvard-Smithsonian Center的研究合作者Dr. TK Sridharan表示：「在不同尺度下观测单一星云令此次研究结果更有启发性。在相差1000倍的尺度下，我们能够同时观测磁场方向和磁力线结构，并得知前两者与分子云碎裂的关係。」台湾中央研究院天文研究所的吕浩宇博士，也是此次研究的合作者表示：「要製作跨度如此之广的全面图像需要坚强的信念和无尽的精力。」
测量磁场的强弱看似易如反掌，实则难比登天。李教授等人另闢新径，建立一个创新的简易磁量估算法。参与此研究的中大研究院一年级生、杨振宁奖学金得奖者袁嘉豪表示：「因气体收缩极不均匀，垂直于平均磁场方向之重力和磁张力必需接近平衡。」另一重要成员，德藉博士后研究员Dr. Frank Otto利用电脑模拟技术成功证明以上假设。要证明磁场动态对星体形成的重要性，磁场强度如何随星云密度改变是一个重要指标。是次研究结果首次显示，形成巨型恆星的星云中，磁场约与星云密度的0.4次方成正比，进一步证实星云塌缩和分裂是由磁场控制。
《自然》期刊评审员指出：「以往恆星形成的理论模拟 (theoretical simulations)中常常忽略了磁场，本研究结果却证明磁场于各尺度下对星云的塌缩有关键的影响，是一项非常重要的发现。」
论文全文刊载于以下连结:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14291.html
中大物理系李华白教授及其研究小组花了近十年时间, 揭示巨型恆星诞生之奥秘。
NGC6334猫掌星云。(图片来源:Sarah Willis,哈佛－史密松天体物理中心)
中大研究组员（由左至右）：张雅芃、梁宝建、阮家威、邓国燊、李华白、袁嘉豪、Frank Otto、継伟光, 刘伟靖、罗至恩、李金茂、刘俊伟、林嘉豪