磁星:磁场特别强的中子星

中子星是一个神奇的大家庭,里面会有一些非常极端的特性,比如一些脉冲星每秒能转上千圈,它赤道附近的线速度几乎能够达到20%的光速,非常疯狂。今天浩瀚科普为大家介绍另外一类疯狂的中子星——磁星

磁星是一类具有极强磁场的中子星,它们的磁场强度比普通的中子星强1000倍,比地球磁场强一万亿倍,迄今为止,磁星是宇宙磁场最强的恒星,如此强大的磁场,使得你即使距离磁星1000公里的地方,就能够被磁星强大的磁场摧毁你的身体,它会从你身体物质的原子中夺走电子,把你变成一团单原子离子,也就是没有电子的单个原子。

天文学家在2020年探测到了第31颗已知磁星J1818.0-1607。这颗特殊的磁星特殊之处在于X射线观测表明它也是一颗脉冲星。也就是说,它是一颗快速旋转的中子星,每1.4秒就会像宇宙灯塔一样脉动一次,即是磁星也是脉冲星。
天文学家在2020年探测到了第31颗已知磁星J1818.0-1607。这颗特殊的磁星特殊之处在于X射线观测表明它也是一颗脉冲星。也就是说,它是一颗快速旋转的中子星,每1.4秒就会像宇宙灯塔一样脉动一次,即是磁星也是脉冲星。

磁星在很多方面都是变态极端的

除了拥有极强的磁场外,磁星还会以耀斑、X射线和伽马射线爆发的形式释放大量的能量。很多宇宙中的一些极端事件都和磁星有关,这使得其成为宇宙中仅次于黑洞的最奇异的天体。

举一个极端的例子,在2004年的,一颗磁星耀斑压缩了地球磁场——从50000光年以外的距离上。要知道磁星大小也就是中子星的典型大小,一般直径也就20公里左右,和一座城市差不多大小,很难想象就这么一个小东西居然有这么强劲的能量能够影响数万光年外的其他天体。

磁星还可能是引发快速射电暴的元凶,这是一种很特殊的射电暴,大约在几毫秒的时间范围内释放的能量比太阳一年释放的能量都多。在之前科学家观测到的快速射电暴都是起源外银河系外,但是目前在银河系的一颗磁星SGR 1935+2154上科学家也发现了这种快速射电暴。

磁星是中子星的一种,被认为具有极其强大的磁场,并且是引起许多快速射电暴的候选者。这是一个艺术家对围绕这样一颗中子星的凌乱磁场的概念图片。
磁星是中子星的一种,被认为具有极其强大的磁场,并且是引起许多快速射电暴的候选者。这是一个艺术家对围绕这样一颗中子星的凌乱磁场的概念图片。

磁星的磁场到底有多强?

磁星的磁场强度高达10^9~10^11特斯拉,这些磁场强度比任何人造磁铁都强一亿倍,比地球周围的磁场强一万亿倍,前面说了,即便是来到了距离磁星1000公里的地方,这里的强磁场也会扭曲人体原子的电子云。

及时磁星位于地球和月球中间(大约19万公里)的地方,磁星的磁场也会让地球上信用卡磁条消磁。

磁星磁场是如何产生的?

中子星的磁场本身就是非常强的,这主要是因为中子星具有难以置信的密度和奇异的内部结构,一勺子的中子星物质就有10亿吨重,大约相当于一座普通的山。

而磁星的磁场强度比普通中子星还要强上千倍,这可能是由于形成磁星的那颗恒星可能本身就具有异常强烈的磁场。在超新星形成的过程中,10~25倍太阳质量的恒星会坍缩成一颗中子星,它的磁场强度通过磁通量守恒就会急剧增加。

2020年5月22日,科学家们观察到了可能形成的磁星——一颗巨大的、高度磁化的中子星。科学家们认为,两颗中子星相撞,导致了巨大的爆炸,可能留下了一颗磁星作为残余物。
2020年5月22日,科学家们观察到了可能形成的磁星——一颗巨大的、高度磁化的中子星。科学家们认为,两颗中子星相撞,导致了巨大的爆炸,可能留下了一颗磁星作为残余物。

宇宙中的磁星是比较少的,大约每十个超新星爆发形成的中子星只有一颗会是磁星。如果是这样,磁星在宇宙中似乎也并不会少见,但是实际上磁星还有另外一个特征,那就是它的活跃期非常短。

磁星要想一直保持这么强的磁场是不可能的,这需要极高的能量输出,所以磁星在形成1万年后磁场就会不断衰减,之后它也会停止强X射线发射,也正是因为如此,我们在银河系中观测到的磁星数量非常稀少,而且都是一些很年轻的中子星,比如之前我们介绍的那颗Swift J1818.0-1607,是一个只有240年历史的磁星,距离我们16000光年,这也是距离地球最近的磁星了。

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