什麼是磁星?(視頻)

2021-01-15 NASA愛好者

8月15日,我們推送了雙語版的什麼是磁星?今天附上視頻版,由@柚子木字幕組 聽譯。



整個宇宙幾乎就是一個恐怖且對生命極不友好的地方,除了在銀河系偏僻的角落處存在著零星幾個人畜無害的星球。


雖然在地球上你可以活到長達80歲才最終死去,但宇宙中的其他地方往往會是另一個極端。那些地方會在瞬間就將你殺死。而其中最具殺傷力的就是超新星以及超新星爆炸後留下的殘餘——中子星。


關於中子星以及它們的不同變種,我們已經寫了一些文章,所以這裡我們應該對其已有所了解。



中子星的概念圖。來源:NASA


如你所知,當比我們太陽更大的恆星發生超新星爆炸後,它就有可能形成中子星。而當這些恆星死亡,他們向外對光線的壓力將無法抵消光線受到的向內的強大引力。


這種巨大的向內的力十分強大,超過了原子內部粒子間的斥力,以致於原子發生塌縮,使得質子和電子被強行壓縮到一起,成為中子。這就是中子產生的過程。這顆恆星以前還有氫,氦,碳和鐵?呵呵,現在它只有中子。


剛形成的中子星首先會是一顆脈衝星。當原恆星的質量都被壓縮進一個極小的空間,角動量守恆使得其產生非常高的自轉速率,有時每秒可轉動上百次。


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。



這張概念圖展示了年輕的Westerlund 1星團中的磁星,該星團存在著大量的恆星。 來源:ESO / L. Calçada


一種觀點認為,如果一顆中子星的旋轉,溫度和磁場能夠完美的結合在一起,那麼它會像發電機一樣將磁場放大一千倍。


而最近的發現在解釋磁星如何形成方面提供了一個可循的線索。天文學家在銀河系的逃逸軌道上發現了一顆行為異常的磁星。我們以前也發現過類似的星星,他們由於雙子星系統中的某一顆恆星發生超新星爆炸而被彈射出去。換句話說,這顆磁星曾是雙子星系統中的一部分。


他們成對出現時,兩顆恆星彼此環繞的軌道要更近於地球環繞太陽的軌道,從而他們可以來迴轉移物質。首先體形較大的恆星先行死去,膨脹並將物質轉移給體形較小的恆星。而隨著質量的增加體形較小的恆星越轉越快,直到體形變大並將物質吐回給第一顆恆星。


原體形較小的恆星發生超新星爆炸,爆炸將另一顆恆星彈射入這個逃逸軌道,然後第二顆恆星爆炸,但並未生成一顆普通的中子星,而是因雙子星系統中一系列的相互作用變成了一顆磁星。但奧秘就這樣被揭示了嗎?


人們完全難以想像磁星周圍的磁場強度。在地球上,地心的磁場強度大約在25高斯,而在地表上我們只能體驗不到半高斯的磁場強度。一根普通的磁鐵棒的磁場強度大概是100高斯。僅一顆普通的中子星磁場強度可達1萬億高斯。而磁星的磁場比普通的中子星還要強上1000倍,也就是一千萬億高斯。


假如你能接近磁星,那麼在大約1000公裡之外,強大的磁場會干擾你原子內的電子。而你會在原子的層面直接被撕裂。甚至原子自身也會變形成棒狀。無法再為你生命寶貴的化學分子所用。


當然這一切你都不會察覺的到,因為你早已被磁星強大的輻射流殺死。這些致命的粒子環繞在這顆星星的周圍並被其強大的磁場困住無法逃脫。



中子星表面因星震而裂開的概念圖。來源:洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)的Darlene McElroy


關於磁星最迷人的現象之一是,它們怎麼會有星震。地震大家都知道,但星星...... 星震。當中子星形成後,它們的表面雖然是一個優雅的謀殺工具,但體內的物質卻會給自身帶來死亡。中子星的表面就像地球的板塊一樣會裂開。當其裂開時,我們能明確的觀察到磁星在銀行系中釋放出來的輻射衝擊。


事實上,有史以來最強大的星震來自一個名為SGR 1806-20磁星,它位於約50000光年之外。在十分之一秒內,一次星震釋放的能量比太陽在10萬年放出還要高。而這不是來自一顆超新星,它僅僅是來自磁星表面產生的裂紋。


令人畏懼的磁星是安全和適宜居住宇宙的另一個極端。幸運的是,他們真的很遠,所以你不用擔心他們會跟我們越來越接近。

相關焦點

  • 什麼是磁星?
    剛形成的中子星首先會是一顆脈衝星。當原恆星的質量都被壓縮進一個極小的空間,角動量守恆使得其產生非常高的自轉速率,有時每秒可轉動上百次。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?
  • 磁星vs脈衝星的區別是什麼?磁星和脈衝星是什麼樣的存在?
    中子星是整個宇宙中非常恐怖的一種星體,中子星所爆發的能量足以毀滅整個地球,但是脈衝星和磁星同樣是中子星的衍生物。這兩種身體能夠釋放出巨大的能量,甚至這兩種星體釋放的能量比普通的中子星還要強大,嚴重時可以摧毀整個太陽系。
  • 磁星是什麼類型的行星?
    磁星是一種特殊的脈衝星,脈衝星是快速旋轉的中子星,中子星則是大質量恆星爆炸後形成的超新星:爆炸時恆星的外層被拋射入太空,而其核心塌縮成脈衝星
  • 磁星被稱為「怪物天體」,摧毀力極強,地球周邊會存在磁星嗎?
    這意味著,快速射電暴的爆發,事實上是與磁星有關。那麼,究竟什麼是磁星呢?它又是如何形成的?讓我們接著往下看。宇宙中的「怪物」天體磁星,被稱作宇宙中的「怪物」,磁星的概念第一次被提出,是在1992年,後來進入到21世紀之後,終於揭開了磁星的神秘面紗,發現磁星的確存在,而且磁星也是中子星的一種,唯一不同的是,磁星的磁場超級強大。
  • 磁星的死神之力
    而1.44到3倍太陽質量恆星,爆炸後會塌縮成中子星。中子星是密度非常大的球體,直徑大約20千米。而本文的主角——磁星就是中子星大家族中的成員。中子星本身通常不具危險性,90%的中子星會成為所謂的脈衝星,能不斷地發出電磁脈衝信號。脈衝星有一個特點:高速旋轉,直到它們將剩餘的能量用完為止。
  • 又一顆磁星被發現,被認為是中子星變種,與脈衝星有關
    中子星並不是天體的終點,它還會繼續變化,比如脈衝星就是中子星的一種。還有一種非常特殊的中子星,我們稱之為磁星。磁星,顧名思義,它擁有非常強大的磁場,可以說在整個宇宙中,磁星的磁場強度一定排名前列。當中子星變成超新星後,它就有機率會演變成磁星,且它的磁場強度最高可以到到1000億特斯拉。如果一顆磁星圍繞地球旋轉,那麼地球的所有磁性物質都會被它吸引,最終會融入到磁星上面。最近,天文科學家發現了一顆新的磁星,其被稱為Swift J1818.0-1607。
  • 科學家捕捉變星的磁活動
    在銀河系中存在大量變星,變星是一類亮度與電磁輻射不穩定的恆星,包括類太陽磁活動星、耀星,脈動變星,超新星等。
  • 新發現的磁星Swift J1818.0-1607挑戰了我們對於磁星和脈衝星的傳統認知
    新發現的磁星Swift J1818.0-1607挑戰了我們對於磁星和脈衝星的傳統認知(Credit: Ryuunosuke Takeshige)(神秘的地球uux.cn報導)據科技日報:10月7日,來自日本理化學研究所的研究人員,觀測到了一顆名為Swift J1818.0-1607的新磁星,它的發現挑戰了我們對於磁星和脈衝星的傳統認知。
  • 發現五十五萬歲奇異磁星
    磁星是一類周期性爆發劇烈輻射的緻密星體,它是恆星死亡後留下的殘骸,其中一些是宇宙中最極端的天體。近日利用美國宇航局錢德拉X射線空間望遠鏡和其它數顆衛星開展的一項觀測結果顯示,磁星可能要比原先設想中的更加多樣化,並且在數量上也更為常見。   當一顆大質量恆星耗盡燃料,其核心發生塌縮形成一顆中子星。
  • 磁星——宇宙間唯一可以發出「星震」天體
    月痕星裂,講述的是宇宙間一種罕見的現象——星震。什麼是星震呢?地震大家都清楚吧,星震顧名思義就是星星顫抖,震動,而且這種抖動會使發生源中數光年以內的物質撕裂粉碎,如果地球在數光年之內有這種恐怖的星體,人類將難逃厄運。這種現象只多產生於宇宙間的中子星。
  • 宇宙中的磁星多恐怖?
    說磁星之前先說一些中子星,中子星是中質量恆星坍塌後的結果,中子星又有一小部分會變成磁星,也就是磁場異常強大的星體。
  • 磁星和快速無線電爆發有什麼關係?科學家似乎有了答案!
    不管這些過程是什麼,它們都需要大量的能量,而且發生得非常迅速。比如恆星之間的碰撞。當一顆恆星撞上另一顆恆星時,顯然有很多能量在四處飛舞。雖然恆星們可能要花上好幾個世紀才能接近融合,但這一行為本身其實相當激烈和短暫。但是普通恆星的合併不足以為一個成熟的FRB提供能量。為了獲得所需的能量,你必須合併更多的奇異物體,比如中子星和白矮星,或者磁星。
  • 死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係
    ,很多人都加入到尋找磁星的行列中來,最終找到了4顆磁星,證實了這個理論。到目前為止,科學家已經發現了數千顆脈衝星。我們知道,脈衝星就是高速自轉的中子星,最快的僅需要1.4毫秒就能自轉一圈。在自轉的過程中,脈衝星的兩極會發射出非常強烈的脈衝電波,有的時候會掃過地球,就像是宇宙中的燈塔一樣。最初的時候,很多人認為脈衝星和磁星並不相斥,至少沒有什麼科學理論讓二者不相容。也就是說,一顆天體可以既是脈衝星又是磁星。
  • 發生在銀河系內奇怪的閃爍「磁星」
    最近人們又在銀河系內發現了一顆由奇異物質構成的極端天體——磁星,正在以連科學家也難以理解的方式發生著變化。 各種關鍵觀測數據均表明,該信號極有可能源於雙中子星合併之後產生的磁星。 大部分磁星產生的射電脈衝在幾乎所有頻段上都很強,而這顆磁星產生的脈衝的低頻部分要比高頻部分強很多。磁星是具有強磁場的恆星。通常光譜型為A,磁場可以強到3特(斯拉)。磁星的磁場強度還在變化,故又稱磁變星。磁變星大多為A型特殊星。一部分磁變星,不僅磁場周期性變化,光度和光譜也變化。
  • 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。
  • 宇宙間唯一可以發出「星震」的天體——磁星
    什麼是星震呢?星震顧名思義就是星星顫抖,震動,而且這種抖動會使發生源中數光年以內的物質撕裂粉碎,如果地球在數光年之內有這種恐怖的星體,人類將難逃厄運。這種現象只多產生於宇宙間的中子星。也並不是所有的中子星會有這種現象,中子星中有種異類叫磁星,因其強大的磁場而得名星震就是經常發生在這種星體上。
  • 宇宙間唯一可以發出「星震」天體《磁星》
    月痕星裂,講述的是宇宙間一種罕見的現象——星震。什麼是星震呢?
  • 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。
  • 科學家找到磁星和普通中子星之間的缺失環節
    ,它的發現挑戰了我們對於磁星和脈衝星的傳統認知。磁星是脈衝星的一種亞型,是一種主要由中子組成的極端緻密天體。磁星和一些脈衝星會發射出強大的X射線,但科學家認為兩者的產生機制並不相同:磁星的X射線被認為是由極強的磁場驅動;而一些脈衝星則是因為恆星的快速旋轉。在此次研究中,研究人員發現該磁星的脈衝周期為1.36秒,是迄今為止觀測到的磁星中最短的。
  • 研究稱中子星碰撞可能產生了擁有極強磁場的罕見磁星
    一項將發表在《天體物理學雜誌》上的新研究(作為預印本可在arXiv上獲得)描述了迄今為止最亮的千新星,並表明中子星碰撞有時可能會產生一種擁有極強磁場的中子星:磁星。研究團隊最終確定了一個被他們稱為 「磁星助推的千新星 」的模型來解釋這種極端的亮度。兩顆中子星在深空碰撞,可能產生了磁星。如果得到證實,這將是天文學家首次發現這些極端恆星的誕生。當兩個密度較大的宇宙天體-- 如中子星和黑洞相互撞擊時,就會產生千新星。