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。
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射線和伽馬射線。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。
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。
&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。
(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。
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。
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:
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。
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。