宇宙最強磁場——磁星的死神之力

2020-12-04 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

2004年12月27日,地球曾遭遇巨型「耀斑」的襲擊,它源於一場爆炸,一場宇宙電磁的爆炸。各種衛星的測量儀器在沒有測出實際數據的情況下均已爆表。在地球背後,發現了明顯被月亮反射的輻射。是什麼發生了爆炸?發生了什麼呢?事實證明,這是一個僅在0.2秒就能發出相當於太陽在50萬年釋放能量總和的物體——一顆磁星

圖源:news.youth

現在我們知道恆星是核聚變反應堆。這意味著原子核在恆星內部聚集。在此聚變能量釋放期間,恆星通過引力效應把能量推向外部,使該能量趨於穩定。奇妙的是,只要這一方法實施,恆星的能量釋放就會變得穩定。宇宙中存在著不同質量的恆星。太陽有太陽的質量,還有一些大型的恆星具有30、40、50倍太陽的質量。因為它們重得多也承受更大的重力,使得它們的生命變得更加短暫。簡而言之就是大恆星的壽命會比小恆星短。今天,太陽已經誕生了4.567億年。當涉及到我們生活著的銀河系中可能存在的危險區域時,它仍起著一定的作用。

迄今為止我們在宇宙中觀察到的最強磁場之一,是磁場強度高達10到11特斯拉的磁星。在宇宙中有些恆星的壽命十分短暫,並在一次巨大的爆炸中消亡,通常僅留下幾千米大小的原子核,即所謂的中子星。它實際上佔據了該恆星的所有剩餘空間,包括磁場。因為這種結構的角動量,恆星是守恆的,這樣一個星體的殘骸便以極快的速度旋轉。我們不得不說這種角動量的保持,是類似於花樣滑冰運動員的著名故事。首先,他們張開雙臂,然後開始旋轉,並越來越快。這就是這顆星星的狀態。因此,當它收縮時,它開始以越來越快的速度旋轉,當恆星的磁場也被向內拉動並瘋狂地自轉時,就會形成超強磁場。

圖源: dkj1997

這一超強磁體有可能平行於旋轉軸,導致你幾乎根本看不到它旋轉;或者磁體垂直於旋轉軸,使得你看到它瘋狂地旋轉;亦或是磁體傾斜於旋轉軸……讓我們做這樣一種假設:如果來自恆星的磁場實際上被撕裂成只有幾公裡的小區域,會產生什麼結果呢?因為恆星(例如我們的太陽)具有擴展範圍,因此半徑可以達到700,000 千米,有的大恆星甚至長達數十億公裡,這是非常巨大的。這意味著什麼呢?這意味著其中有非常強的磁場,一切都壓縮在這個核心中。

宇宙中最強的磁場。 2004年12月27日探測到的這個物體,是有史以來最強的磁場之一。它的磁場是我們地球的幾百萬倍,甚至數十億倍。現在您已經知道磁場與物質有關,這沒什麼神奇的。很明顯的是,電場中含有帶電粒子。我們都知道電場的原理:我有一個正極,一個負極。現在我可以給它加一個電荷,根據它的電荷,如果帶正電,那麼它將移動到負極,如果帶負電,它將移動到正極。那麼磁場又是如何影響帶電粒子的呢?嗯,這有點複雜,但從根本上講,也很簡單:磁場會在帶電粒子上施加力,而不會平行於磁力線。那裡的電荷可以完全自由地移動,但不垂直於它。如果現在的磁場強度與這些磁星相同,那麼原本球星的原子就會被壓扁,如雪茄一般。磁場的存在使物質受到非常強的約束力。

圖源:sohu

現在,人們可以想像磁場在物體上的作用,就像磁場的星空一樣緊密,如果該磁場開始運動,旋轉並重複地旋轉,同時施加力,那麼磁場就會帶動某種物質,發生地殼地震。這意味著在這種恆星殘骸中集中磁場產生的強大力量會導致恆星破裂,該恆星殘骸破裂,產生超熱氣體,並釋放出具有極其高能量的等離子體。粒子被加速,產生伽瑪射線和這種巨大的伽瑪射線閃光,最後在銀河系中傳播50,000年。

圖源:mo.ifeng

當恆星解體時,原子被壓縮,使得電子和質子一起成為中子。原子核的密度是如此之高,以至於一立方釐米的中子星所具有的重量相當於世界上所有人在一起的重量,可謂極其緻密了。但是,在這個恆星殘骸的形成過程中,並不是所有的電子和質子都被擠壓在一起,仍然有足夠的電磁帶電粒子保留了下來。因此,這顆恆星的旋轉像發電機一樣,會增強磁場並使其變形。就像我們在2004年觀察到的那樣,強磁場扭曲摧毀著物質,同時伴隨著地殼地震最終導致了爆發。然而,這種恆星殘骸只存在於非常大的恆星中。大恆星的壽命較為短暫。我們的太陽在銀河系的中心遊蕩了45.67億年。這就是我們不再有年輕的恆星,亦或是大的恆星的原因。我們生活在銀河系的一個角落中,這裡沒有恆星的形成區,沒有大恆星,也沒有磁星。因此,感謝上帝,銀河系和宇宙中最危險的物體離我們還很遠很遠。

圖源:miui

作者: Toni Sementana

FY: you弋

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 磁星的死神之力
    要想知道磁星的殺傷力,以及它如何對地球人產生威脅之前,我們先要從恆星的演化故事講起。恆星的壽命一般以十億年的尺度來測量,每一顆恆星的死亡之期幾乎是確定的,這個日期可以通過計算恆星的核能燃料儲備量(主要是氫和氦)而得到。一旦這些核能燃料被消耗殆盡,恆星就會塌縮,走向生命終點。但死亡後的恆星並不會完全消失,它的屍體仍舊在宇宙中發揮作用,恆星死後命運究竟如何,這主要得看它的體重。
  • 宇宙最強磁場天體磁星,變種的中子星,宇宙間恐怖存在
    磁星宇宙間具有最強磁場天體,它的危險程度不亞於黑洞,它的強大磁場使得你還沒接近時就已化為無有,知道萬磁王吧,他的操控磁場已是神般存在,而磁星可說是宇宙中的萬磁王,它的恐怖地球也曾感受過。,距地球約5萬光年,由於星震發出伽碼射線高能量電磁波,就在這麼遠的距離5萬光年(光每秒走30萬公裡,光走了5萬年的距離,腦補下多長吧)瞪了眼地球,使的地球大氣層發生電離,形成極光,地球軌道外千餘顆衛星受到影響,這也是有史以來遭遇最強咖碼射線暴,也多虧地球大氣層以及自身磁場削弱了這種高能電磁波,使的我們不受影響,若磁星位置距地球稍進的話足以致命,可見其恐怖。
  • 磁星,比人類產生的最強磁場還強1億倍,宇宙最強磁體
    一些中子星如何成為宇宙中最強的磁鐵?一個德英天體物理學家小組已經找到了一個可能的答案,來回答磁星是如何形成的。科學家們使用大型計算機模擬來演示兩顆恆星的合併,是如何產生強磁場的。如果這樣的恆星在超新星中爆炸,就會產生磁星。
  • 比人類產生的最強磁場強1億倍,宇宙最強磁體「磁星」怎麼來的?
    博科園:本文為天體物理學類一些中子星如何成為宇宙中最強的磁鐵一個德英天體物理學家小組已經找到了一個可能的答案,來回答磁星是如何形成的。科學家們使用大型計算機模擬來演示兩顆恆星的合併,是如何產生強磁場的。如果這樣的恆星在超新星中爆炸,就會產生磁星。來自海德堡大學,馬克斯普朗克學會,海德堡理論研究所和牛津大學的科學家參與了這項研究,其研究結果發表在《自然》上。宇宙被磁場纏繞在一起,例如,太陽有一個包絡,其中對流不斷地產生磁場。
  • 磁星,宇宙中磁場最強的天體,當它爆發時威力有多大?
    磁場,在我們的日常生活中是無處不在的。細微處,磁鐵可以產生磁場,電流也可以產生磁場,若是放眼廣闊的宇宙空間,那裡同樣也充斥著磁場。宇宙中的磁場主要是由各式各樣的宇宙天體所發出的,所以這些磁場又被稱之為天體磁場。
  • 宇宙磁場最強天體「磁星」,萬磁王如果碰到它,結果會如何?
    而在宇宙天體中,也有這麼個逆天的存在,它就是「磁星」,如果「黑大哥」(黑洞)算第一,那麼它就算第二了!磁星想像圖磁星被發現較晚,一個研究小組,在對一顆離地球4萬光年的中子星研究時發現,該中子星擁有宇宙最強磁場,是一般中子星的
  • 比人類產生的最強磁場強1億倍,宇宙中最強磁體「磁星」怎麼來的?
    一些中子星如何成為宇宙中最強的磁鐵?一個德英天體物理學家小組已經找到了一個可能的答案,來回答磁星是如何形成的。科學家們使用大型計算機模擬來演示兩顆恆星的合併,是如何產生強磁場的。如果這樣的恆星在超新星中爆炸,就會產生磁星。來自海德堡大學,馬克斯普朗克學會,海德堡理論研究所和牛津大學的科學家參與了這項研究,其研究結果發表在《自然》上。
  • 磁場強度比典型中子星高千倍,科學家提出磁星磁場來源新理論
    磁星是目前宇宙中能觀察到擁有最強磁場的一種中子星,然而它們的磁場起源仍有分歧。最近,根據德國馬克斯普朗克天體物理研究所、巴黎地球物理研究所(IPGP)科學家們合作開發的新模型,磁星磁場可以在中子星的形成過程中放大。
  • 比人造最強磁場強1千億倍,宇宙最強磁場是如何產生的
    右:對於較慢的旋轉,磁場強度降低了十倍。圖片:CEA Sacley磁星是宇宙中觀察到的具有最強磁場的中子星,但它們的起源仍存在爭議。中子星是極度緻密的物體,在約12公裡半徑內包含一到兩個太陽質量。其中,磁星的特徵是X射線和伽馬射線的爆發發射。與這些強烈輻射爆發相關的能量可能與超強磁場有關。因此,由於增強的磁製動作用,磁星應該比其他中子星旋轉得更快,並且對其旋轉周期演變的測量已經證實了這種情況。因此,科學家推斷出,磁星的偶極子磁場約為10^15高斯(G),即比典型的中子星強1000倍!
  • 磁星的磁場是中子星的100倍,它是如何形成的?現在終於有了解釋
    磁星是具有宇宙中最強磁場,但它們的起源仍有爭議。在《科學進展》上發表的一項研究中,科學家團隊開發了一種新的,史無前例的詳細計算機模型,該模型可以解釋當快速旋轉的中子星在坍縮的大質量恆星中誕生時,這些巨大的磁場是如何產生的:通過放大先前存在的弱場而產生。這項工作為了解這些恆星最強大、最明亮的爆炸開闢了新的途徑。
  • 美科學家揭秘宇宙怪客:擁有極端磁場的磁星
    騰訊太空訊 據國外媒體報導,宇宙中有一種神秘的天體,科學家稱之為磁星,這種天體屬於中子星家族,擁有令人驚訝的磁場,因此科學家稱之為磁星。來自美國俄亥俄州立大學的宇宙學和粒子物理學家保羅-薩特近日解讀了關於磁星的最新觀測成果,由於保羅-薩特也是一檔太空科普欄目的主持人,因此磁星的奧秘也被更多的人知曉。保羅-薩特認為磁星來自死亡的恆星,當恆星演化至中子星時,那些就有極端磁場的中子星就可以稱之為磁星。
  • 磁星的強大磁場可以在2公裡的距離內把人類撕碎成原子
    磁星具有強大的磁場。如果在地球10萬公裡內有磁星的存在,那麼它可能會擦除地球上所有電子設備的數據。如果人類靠近磁星2公裡的距離,那麼人類所處的磁場足夠強大,會把人撕裂成一個個原子。為了使它更直觀,我們用一些數據來說明,地球的磁場約為1高斯,而磁星的磁場約為數十萬高斯,最強的能達到一萬億高斯。
  • 我國 「慧眼」直接測量到迄今宇宙最強磁場
    IT之家9月4日消息 據中新網今日報導,中國科學院高能物理研究所稱,「慧眼」(HXMT)衛星團隊近期通過直接測量的方法觀測到脈衝星 GRO J008-57 表面磁場強度為約 10 億特斯拉,這是迄今為止,人類直接且非常可靠地測量到的宇宙中的最強磁場。
  • 天文學家探測到迄今為止最強的宇宙磁場
    據外媒New atlas報導, 天文學家發現了宇宙中觀測到的最強磁場。通過研究來自一顆中子星的強大X射線信號 ,研究小組計算出它的磁場比地球上實驗室裡創造的任何磁場都要強上千萬倍。
  • 磁星被稱為「怪物天體」,摧毀力極強,地球周邊會存在磁星嗎?
    截止到目前,科學家們已經在宇宙中發現了數以百計的快速射電暴,它們來自於150多個不同的信號源,那麼,它們究竟是如何形成的呢?快速射電暴的形成之謎快速射電暴,作為宇宙中的一種射電暴瞬間爆發現象,它們持續的時間都是非常短暫的,一般只有幾毫秒,但是卻可以釋放出驚人的能量。
  • 磁星強大的磁場能將2公裡的距離內把人類撕裂成原子
    磁星體的磁場很強。假如磁星存在於地球100,000公裡之內,那麼它可能會抹除來自地球上所有電子設備的數據。假如人類離磁星有2公裡的距離,那麼人類所處的磁場足以將人類分裂成一個原子。為更直觀起見,我們使用了一組數據來說明地球磁場大約是1高斯,而磁星的磁場大約是幾十萬高斯,最強的可以達到1萬億高斯。
  • 什麼是磁星?
    接下來,大約有十分之一的中子星在形成後會變得十分奇怪,它們是宇宙中最神秘和恐怖的物體之一。而這就是磁星。 可能你已聽說過這個名字,但它們究竟是什麼?如上所述,磁星是由超新星形成的中子星。但與其他中子星不同的是,在它們形成後,高速的旋轉使得其磁場達到一個十分強大的水平。
  • 宇宙中最強大的「磁鐵」——磁星,磁場強度是地球的2千萬億倍!
    宇宙中充滿了奇怪、可怕和有趣的東西。但是,中子星的孿生星體——磁星,可能比任何其他星體更奇怪,更可怕,更有趣。中子星和磁星是同一個物體,有一個主要區別。雖然所有這些聽起來已經相當極端了,但一小部分中子星是作為更極端的物體誕生的,稱為磁星。所有的中子星都有強大的磁場,通常是地球表面磁場強度的2萬億倍。但磁星的磁場強度是中子星的1000倍。
  • 什麼是磁星?(視頻)
    接下來,大約有十分之一的中子星在形成後會變得十分奇怪,它們是宇宙中最神秘和恐怖的物體之一。而這就是磁星。 可能你已聽說過這個名字,但它們究竟是什麼?如上所述,磁星是由超新星形成的中子星。但與其他中子星不同的是,在它們形成後,高速的旋轉使得其磁場達到一個十分強大的水平。事實上,天文學家並不確定到底發生了什麼以至於磁場如此強烈。
  • 為什麼你應該要懼怕磁星的原因
    我必須坦白地說:磁星(Magnetars)真的令我害怕,但在我解釋為什麼之前必須先了解磁星是什麼。磁星是種很特別的中子星且這些中子星是種特別死亡的恆星。這些磁星很容易被生產出來只要你是一個擁有巨大質量的恆星。所有的恆星都在其核心處將氫氣融合成氦氣。