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守得“云”開見磁星

文章來源:科技日報   發布時間:2019-04-18  【字號:     】  

王國燕 何聰 制圖

  “一鉤新月天如水”,晴朗的夜空在人們的想象中,往往是寂靜祥和的。然而,在天文學家眼里,黑暗的宇宙卻到處埋藏著強力的定時炸彈,隨時隨地會猛然爆發。尤其是在人們開始在X射線、伽馬射線等極高能量的電磁波段觀察宇宙時,眾多的爆發事件就像四處綻放的煙火一樣熱鬧而迷人。這些爆發事件到底是什么?這個問題從上世紀60年代起就吸引了天文學家的好奇心。

  近日,在國際著名期刊《自然》雜志上,一項由中國科學技術大學研究人員主導的研究,就介紹了一個極有可能是由雙中子星并合產生的有趣的X射線爆發事件,并證實了其并合產物是幾十年前科學家預言的磁星。

  存在于理論中的強磁場天體

  中子星是比太陽還要重八倍以上的恒星死亡后留下的致密星體,它們體積超小,密度卻極高。由于宇宙中的恒星喜歡扎堆出現,兩個中子星攜手相伴的情況也時有發生。相互繞轉的雙中子星產生的引力場快速變化,就像是在不斷地攪拌原本平靜的時空,向外泛起漣漪。隨著能量的消耗,雙中子星會慢慢越靠越近,最終在劇烈碰撞、釋放引力波暴之后合二為一,形成一個新的質量更大的致密天體——2017年8月17日激光干涉引力波天文臺(LIGO)等就首次探測到了雙中子星并合引力波事件的信號。如果這個新天體的質量超過中子星的質量上限,那么天體內部物質的壓力將難以抗衡星體自身的引力,使得星體直接塌縮成為一個黑洞。但天文學家認為,在塌縮之前它很有可能會先形成一個更加有趣的天體——磁星。

  磁星,顧名思義,是一個具有超強磁場的中子星,其表面磁場比目前人類實驗室能制造出來的最強磁場還強上億倍。這樣的磁星可以擁有超高的自轉速度,每秒可自轉幾百上千周。由于高速自轉,即使磁星的質量超過中子星質量上限,其離心力也能幫助它短期抗衡強大的引力而不會進一步塌縮成黑洞。