本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文
電生磁，磁生電，電磁感應馬達轉···
上面這個簡短的順口溜是我在礦山工作時，常聽老電工師傅說的話！這句話就很明確的交代了物理學中的電磁相互作用，即：變化的電場會感生出變化的磁場，相反磁場到電場也是一樣的。當然，帶電粒子的運動也會產生感應磁場，還記得我們學過的右手螺旋定理嗎？也就是安倍定則，這個法則為我們指出了電流方向和磁感線方向之間的關係。
如果旋轉和移動的電荷可以產生磁場，那麼問題來了，為什麼一個巨大的中性物體會有磁場？這裡說的中性物質就是我們熟悉的中子星！關於磁場先從我們這個微不足道的小地球說起吧。
地球和太陽的磁場是怎麼產生的？對我們有啥用
我們知道地球有一個強大的感生磁場，其重要性這可不是玩玩指南針這麼簡單，地球的磁場不僅保護了地球上的大氣層免受太陽風的剝離，更是保護了我們這些弱小生命免受太陽輻射粒子的侵害，也順便為我們帶來了美麗的北極光！那麼地球的磁場咋來的？這肯定了帶電粒子有關。
因為地球有一個熔融、旋轉和不斷變化的核心，這就相當於一個活躍的磁力發電機，地核產生的磁場延伸到太空，保護地球免受高速帶電粒子的威脅，當太陽拋射出的帶電粒子到達地球，帶電粒子遇到地球磁場，會在洛倫磁力的作用下發生偏轉，進入南北極與高層大氣相互作用產生極光。
你可能覺得太陽有些暴虐，脾氣暴躁總是試圖傷害我們，你錯了！這只是太陽「愛護」我們的一種方式，因為在太陽系外，由超大質量黑洞、超新星產生的宇宙高能射線其能量才真正代表著宇宙的極限能量，大多以質子為主能量高達5×10^10 GeV，很容易會穿透地球大氣層達到地球表面！但我們很少有受到宇宙高能射線的威脅，這是因為太陽日鞘保護著我們太陽系的安全！仿佛在說：我的家事，我說了算！
所以在宇宙這個「輻射爐」中，太陽一直在保護我們的安全。當然太陽的磁場也十分強大，其拋射的等離子體經常會沿著磁場線的路徑運動。
我們經常可以看到太陽熾熱的電離等離子體向上和向外延伸，其直徑是地球的許多倍。有時還會形成一個完整的圓環，像一個熾熱的瀑布一樣「傾盆而下」。
通過太陽動力學天文臺的AIA儀器。我們知道日冕物質拋射形成的結構大約是地球直徑的四倍。
通過地球和太陽，我們也能找出共同點，並且知道磁場是咋來的：
物質由原子組成，原子又由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組成。重力梯度和溫度梯度意味著不同大小、質量和截面的物體受到的影響不同。如果這些現象能產生哪怕是很小的電荷分離，因為太陽和地球在的自轉，移動方式不同的電荷就會產生磁場。M1：蟹狀星雲中的中子星
那麼中子星呢？光聽名字就知道中子星是由中子組成的，是大質量恆星塌縮後，原子被引力壓碎，形成的奇異天體！
而原子核中的中子並不帶電，屬於中性物質。根據上文我們知道磁場本身是由移動電荷產生的，那麼中子星是如何形成磁場的呢？
上圖為X光下金牛座中的蟹狀星雲，距離我們6500光年，也稱為M1。由美國宇航局的錢德拉x射線望遠鏡拍攝的圖像。上圖可以清晰的看到在星雲的核心有一個脈衝中子星，這些X射線正是由於中心的強磁源影響了星雲周圍的電離等離子體而發出的。
這不僅僅是X光下可以看到中心強磁場的影響，哈勃太空望遠鏡在可見光中也能看到這些效應！
就規模而言，蟹狀星雲是在1054年的超新星爆炸中形成的，也就是我國宋朝有記載的那次超新星事件。到目前為止，蟹狀星雲的直徑約為3光年，距離它誕生已近一千年。但讓人驚訝的是星雲核心中子星磁性特徵的大小超過一光年！
中子星並不是中性的，中子星的磁場咋來的
關鍵是我們要認識到中子星是怎樣構成的？它可不僅僅是一個簡單的中子球；實際上中子星從外到內有很多分層。依次是：
電子，然後是原子核（如鐵），然後是原子核在中子海洋中的分層（如雜質），接著是中子一個到核心的過渡地帶，其中核心是中子超流體（一種絕對零摩擦的類液體相），以及其內部各種不同質量的帶電粒子雜質。
因此我們說的中子星根本不是一個擁有單一中性粒子的實體！而且中子本身也不是最基本的中性粒子，而是由帶電基本粒子夸克組成的複合粒子，夸克彼此具有不同的非整數電荷和質量！
在中子星中，許多結合在一起的中子產生一系列夸克的「udd」結合態。
中子本身就具有固有的磁矩，因為它們是由帶電夸克組成的，在中子星內部極高的能量不僅能產生粒子/反粒子對，還能產生奇異粒子。內部的帶電粒子也具有高導電性，加上中子星內部仍然存在重力、密度、溫度和電導率梯度。
並且在大約10千米的半徑範圍內，具有典型類太陽恆星的角動量，中子星以10- 70%的光速旋轉！
簡而言之，中子星所擁有的一切就是1億特斯拉的磁場配方，大約是地球表面磁場的1萬億倍。
雖然我們目前不能絕對確定中子星的最內層發生了什麼，是否有我們未知的高能夸克、μ子和τ子，或者自然界中不存在的其他類型的粒子。在中子星的極端環境中，產生強磁場也是必然的。
這就是中子星產生超強磁場的原因！
下一個比較大的問題是，黑洞內部是否會產生超強磁場？這個是肯定的！那麼我們看到黑洞磁場，是在視界內產生的還是在視界外產生的？（比如在吸積盤內)，如果磁場來自內部，這背後的物理原理是什麼？下回我們在說這個問題。