磁星,宇宙中磁場最強的天體,當它爆發時威力有多大?

2020-12-06 科學信仰

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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。在太陽系之中,太陽作為太陽系的恆星自然擁有著強大的磁場,而在太陽之外,很多行星也都擁有自己的磁場,我們的地球也在其列。

事實上地球生命的存在也得益於地球磁場的保護,如果地球沒有磁場,那麼地球也就不再是一顆宜居行星了。地球的鄰居火星就是一個很好的例子,在八大行星之中,火星是環境與地球最為接近的行星,但距離「宜居」仍相距甚遠,這都是因為火星沒有磁場的保護。

在很久很久以前,火星很可能也是擁有磁場的,只不過由於某些未知的原因,火星磁場消失了,火星也隨之變成了一片不毛之地。

從某種角度來看,天體磁場的消失具有某種必然性,因為歐姆阻尼耗散的原因,天體磁場會不斷衰減,如果沒有補充源的話,磁場耗盡只是個時間問題。在一般情況下,質量越大的天體,其磁場也就越強。

比如恆星的磁場要強於行星,而中子星的磁場要比恆星更強。中子星是大質量的恆星在主序星階段結束之中通過強烈的超新星爆發坍縮而成的高密度宇宙天體。中子星之所以被稱之為中子星,就是因為中子星完全是由中子物質所構成的。在大質量恆星的坍縮過程之中,強大的引力使物質的原子核被壓碎了。

原子核壓碎之後,核外電子進入到原子核之中和原子核內的質子相結合成為中子,所以中子星是一顆完全由中子構成的天體。

中子星在形成之後會高速旋轉。與地球24小時自轉一周相比,剛形成的中子星可稱之為「急速」,粗略來講,每秒鐘它都能夠完成數周自轉。在高速自轉的過程中,中子星內核物質對流所產生的電流會在中子星上傳導,中子星的磁場就是在這一過程中誕生的。

不過,不同的中子星在形成初期的自轉速度也是不盡相同的,而自轉速度的不同就會導致中子星磁場強弱發生差別。簡單來講,轉速越快,那麼電流傳導範圍就越大,所以磁場也就越強。如果中子星的自轉速度達到了一定的程度,那麼則會形成一顆特殊的中子星,也就是磁星。

由於高轉速,中子星內核物質對流所產生的電流傳遍了中子星整個天體,於是磁星誕生了。

磁星作為一種特殊的中子星,其實在中子星家族中也不是特別稀有,根據理論推算,大約每十顆中子星之中就會誕生一顆磁星。磁星,顧名思義,它是宇宙中磁場最強的天體,和普通的中子星相比,磁星的磁場強度可以達到普通中子星的百倍甚至千倍,如此強大的磁場,自然會釋放出高能的電磁輻射,而且影響極遠。

我們平日裡所使用的磁條卡片,如果近距離與強磁場遭遇,則可能會被消磁。而如果在距我們十幾萬公裡之外有一顆磁星,那麼就足以使我們手中的卡片消磁了。如此說來,磁星的磁場到底有多強呢?磁星的磁場也有強弱之分,但即使是磁場最弱的磁星其磁場強度也可以達到上億特斯拉。

磁星的磁場完全來自於內部電流與星體活動,與構成中子星的物質元素並無關係。

由磁星所釋放的高能伽馬射線威力是極其巨大的,影響範圍也是很廣的,甚至可以波及到數萬光年以外。這是有實例的,在距離太陽系5萬光年以外的地方,有一顆編號為SGR 1806-20的磁星,而這顆磁星在2004年的時候出現過一次能量爆發。

雖然遠在5萬光年以外,但是此次能量爆發還是波及到了地球,高能射線與地球高層大氣相撞,使得地球高層大氣發生電離並發光,當時有上千顆的人造衛星都受到了影響。後來通過分析,此次能量爆發一秒鐘所釋放的能量可以與太陽50萬年所釋放的能量總和相媲美。那麼磁星為什麼會出現能量爆發呢?通常認為這和磁星的磁場重置有關。#百家探索#

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