死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係

2020-05-02 科學求知者

誠然,黑洞是宇宙中最詭異、最特別的天體之一。但是,論及形態的複雜性,中子星絕不遜色。

1992年,德克薩斯大學奧斯汀分校的天體物理學家羅伯特·鄧肯及克裡斯託佛·湯普森首次提出了一個神奇的理論,預言宇宙中存在著一種非常神奇的天體——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

據推測,磁星是一種非常詭異的天體,本質上是中子星,但是形態比較特殊。據推測,在一顆能夠變成中子星的大質量恆星變成超新星後,有10%的概率會變成磁星。這種天體的磁場非常強,最高甚至可以達到1000億特斯拉。相比之下,地球的磁場在兩極也只有7×10^-5特斯拉。即使是普通的中子星,磁場強度也僅有磁星的幾千分之一。如果一顆磁星位於地球20萬公裡外(即地月距離的一半),它甚至可以把你手中銀行卡的磁條抽出來。

同時,磁星還會發生星震現象,外殼因為承受不住超強磁場的摧殘而破裂,並且伴有強烈的X射線伽馬射線。通常來說,磁星的壽命並不長,大約在10000年的時間裡就會衰弱甚至停止。即便如此,它們強大的磁場仍然使其成為了宇宙中最恐怖的天體之一

死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係

磁星的理論被提出後,很快就被科學家們接受,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。

最近,天文學家們又發現了一顆磁星。而這一顆磁星的發現,刷新了天文學家的認知。

新發現的這顆磁星,被命名為Swift J1818.0-1607。在它之前,天文學家一共發現過24顆磁星,其中4顆像它一樣可以發射脈衝信號。但是,Swift J1818.0-1607又和前4顆有些不同。雖然同是可以發射脈衝電波的磁星,但是Swift J1818.0-1607表現出來的特徵更像是一顆脈衝星,而不是典型的磁星。

我們知道,脈衝星和磁星都是特殊的中子星。因此,長期以來,天文學家對於二者之間的關係都非常好奇。而Swift J1818.0-1607的發現,或許可以解釋這個謎題。

死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係

&34;來自澳大利亞斯威本科技大學的天體物理學家Marcus Lower介紹說,&34;

和磁星相比,脈衝星相對更加常見一些。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。但奇怪的是,觀測結果告訴我們,二者之間似乎並無交叉。

對於其中的原因,科學家們說法不一。有些人認為是磁星磁場過強,導致中子星無法發射脈衝信號。

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(脈衝星)

不過最近也有人指出,原因或許在於我們已經觀測到的磁星都朝向一個錯誤的位置,它們的脈衝都神奇地避開了地球,導致我們誤以為它們不是脈衝星。

正如Lower所說的那樣:&34;

而Swift J1818.0-1607的發現,讓科學家們有了更多的證據。

2020年3月12日,斯威夫特天文臺的暴發警報望遠鏡(Burst Alert Telescope)探測到了一次強大的伽馬射線暴,天文學家通過這個線索發現了Swift J1818.0-1607。經過進一步的觀測,天文學家發現了它的X射線脈衝。

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經過兩天的觀測,天文學家發現:Swift J1818.0-1607是迄今為止發現的自轉速度最快的脈衝星之一。而且,它也很可能是人類發現的最年輕的中子星,形成於大約240年前(沒錯,沒有「萬」也沒有「億」)。

同時,Lower和他的團隊也利用澳大利亞帕克斯天文臺的射電望遠鏡對它進行了觀測,發現它的脈衝信號和其他脈衝星沒有任何區別。&34;Lower說。

到這裡,Swift J181818.0-1607和前面四顆磁星並沒有什麼區別。但是,當它的脈衝信號由低到高的變化過程中,它的亮度會發生劇烈的下降,這恰恰是普通的脈衝星所共有的特點,又是其他磁星所不具備的。而且,科學家在2016年時觀測到的一顆名為PSR J1119-6127的天體。這是一顆典型的脈衝星,但是它的射電暴卻和Swift J181818.0-1607非常相似。

死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係

由此看來,磁星和脈衝星互不相關的說法似乎終於可以被攻破了,兩種天體的射電暴背後很有可能隱藏著相同的機制。甚至我們可以據此推測,磁星有可能就是從脈衝星演化而來的。不過,關於其中的演化過程,科學家們也有兩種推測:

  1. 脈衝星的自轉速度減慢,從而表現出了磁星的特徵;
  2. 大質量恆星在超新星爆發後坍縮成中子星時就帶有磁星的強大磁場,但是由於超新星物質回落而被掩蓋,等到這個過程結束後才終於表現出磁星的特點。

不論是演化過程還是演化理論本身,目前都是天文學家的猜測,我們需要更多對於磁星的發現和觀測來證實這些想法。算上這一次發現的磁星,人類才只發現了25顆,我們能夠獲取的信息是非常有限的。我們必須發現更多的磁星,並且對已發現的磁星進行更多的觀測和研究,才能夠有更大的突破。

死亡天體訴說著鮮活的秘密:磁星和脈衝星到底有何關係

雖然黑洞是宇宙中最詭異、最特別的天體之一。但是,論及形態的複雜性,中子星絕不遜色。我國的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST,也就是所謂的中國天眼)在觀測脈衝星方面可以說非常有實力,希望它也能發現大量的磁星,讓我們早日揭開這種神秘天體的面紗。

相關焦點

  • 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。
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    研究人員顯然已經發現了兩種脈衝星之間的「缺失環節」 。 脈衝星是快速旋轉的中子星,它們是大質量恆星爆炸性死亡留下的超稠密,塌陷的核。脈衝星從其兩極發出輻射束,當從地球上觀察時,它們似乎會產生脈衝,因此得名。(不過,脈衝星實際上並沒有脈動;這是物體旋轉的結果。)
  • 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。
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    過去的多年時間裡,科學家們一直在宇宙中尋找快速射電暴的蛛絲馬跡,經過大量的數據分析,現代研究認為,快速射電暴的形成原因,大致分為以下兩種:第一種,和宇宙中的磁星活動有關;第二種,則與某些緻密天體爆發時產生的激波有關。究竟答案是哪一種?
  • 為什麼科學家對脈衝星非常關注?它到底隱藏著什麼樣的秘密
    但是,人類是聰明和偉大的,發明了天文望遠鏡,有了天文望遠鏡就可以觀測到遙遠宇宙深處的星系和天體,看到宇宙的一些奧秘,人類在天文望遠鏡的幫助下,對宇宙的認識也越來越多。科學家在觀測宇宙的過程中,發現宇宙存在著一些神秘且特殊的天體,比如中子星,脈衝星,黑洞等,我們今天要和朋友們一起來研究的就是脈衝星。
  • 磁星的死神之力
    最近,他們在外太空發現了另一種天體,它和隕石一樣,也有可能造成地球生命的大滅絕,那就是恆星炸毀之後的屍體——磁星。它潛伏在太空中,隨時可能滅掉地球。異常的天體你聽說過磁星嗎?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。
  • 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。
  • 天文學家們發現一顆特殊的磁星,它居然也有脈衝星的表現性質
    在2020年底,天文學家發現了一顆獨特的磁星,天文學家們將這個成員放在了新的分類列表中,因為它很稀有,也很特殊。NASA錢德拉X射線天文臺的新觀測結果確定它是脈衝星,這意味著它可以發出規則的光脈衝。磁星是中子星的一種,它是一個密度驚人的天體,主要由緊密堆積的中子組成,中子是在超新星爆發期間由大質量恆星的坍塌核心形成的。 使磁星與其他中子星區分開的原因是,它們在宇宙中還擁有最強大的已知磁場。做個類比,我們星球磁場的強度約為1高斯,而冰箱磁鐵約為100高斯,而磁星具有大約一億億高斯的磁場。如果一顆磁星距離我們有65000公裡,它就可以擦除地球上所有信用卡的數據。
  • 磁星——宇宙間唯一可以發出「星震」天體
    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。磁星不是一般的中子星和脈衝星,它的磁場強度大約是一般中子星的1000倍左右,中子星的磁場可以將光鎖在裡面由兩極的洞中發出高強度的γ射線來進行能量的釋放,但是磁星的強大的磁場使其表面加熱到最大,產生的巨大壓強可以把原本禁錮能量的表面都被撕裂,產生「星震」使其內部物質以γ射線暴的形式輻射出來,10光年的內的有機生命體都會變成空氣。
  • 全球三個地區鎖定天體,與磁星有何關聯?
    2020年10月4日《自然》期刊上發表了三篇研究,指出了那次神秘的無線電爆發很可能和銀河系中一個已知的磁星有關。SGR1935+2154的磁星,這是一個大約四十倍左右太陽質量的恆星發生超新星爆發所形成的一種十分罕見的中子星。
  • 磁星,宇宙中磁場最強的天體,當它爆發時威力有多大?
    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?
  • 什麼是磁星?
    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。
  • 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。 磁星的理論於1992年由科學家羅伯特·鄧肯(Robert Duncan)及克裡斯託佛·湯普森(Christopher Thompson)首先提出,在其後幾年間,這個假設得到廣泛接納,去解釋軟伽瑪射線復發源(soft gamma repeater)及不規則X射線脈衝星(anomalous X-ray pulsar)等可觀測天體。
  • 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。
  • 這可能是整個銀河系中最快的磁星
    當波蘭科學家尼古拉·哥白尼提出以太陽(而不是地球)為太陽的中心時,這個巨大的嬰兒的閃爍的X射線和無線電波很可能首先出現在天空中,命名為J1818.0-1607 。宇宙,首先抬頭仰望天空。 如果哥白尼擁有軌道X射線望遠鏡或強大的無線電接收器,他將親眼目睹一個磁星的誕生:這是一種超稀有強種的中子星,具有極強的扭曲磁場。
  • 什麼是磁星?(視頻)
    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。
  • 宇宙間唯一可以發出「星震」的天體——磁星
    但是不是所有的中子星都會成為磁星,變成磁星的概率只有10%,因為變成磁星的前提需要恆星在成為超新星前就具備高速的自轉速度和強大的磁場,但是在超新星爆炸後形成的磁星和中子星一樣,體積小,在堅硬的外表殼下包裹著被壓強壓成的液體內核。
  • 宇宙間唯一可以發出「星震」天體《磁星》
    一般來說超新星爆炸後剩下的恆星核一般會成為中子星,但是不是所有的中子星都會成為磁星,變成磁星的概率只有10%,因為變成磁星的前提需要恆星在成為超新星前就具備高速的自轉速度和強大的磁場,但是在超新星爆炸後形成的磁星和中子星一樣,體積小,在堅硬的外表殼下包裹著被壓強壓成的液體內核。
  • 神秘宇宙快速射電暴到底來自何處?磁星可能要為此事負責
    2020年4月28日,加拿大氫強度測繪實驗(CHIME)與美國的暫現射電天體輻射搜尋(STARE2)探測到了來自這顆磁星類似於快速射電暴(FRB)的射電暴發,同時,多臺X射線空間望遠鏡也探測到了相關對映體,這一系列重大發現或將劍指FRB的物理起源。 何謂磁星?