死亡恆星體內發現宇宙中最強大的磁場

  科學家們可能已經發現了迄今宇宙最強大的磁場——它就存在於一顆死亡恆星的體內,這顆死亡恆星直徑僅有不到19公里,卻擁有與太陽相當的質量。這顆恆星的編號是SGR 0418+5729,距離地球約6500光年,在此之前科學家們曾經認為其擁有強度異常弱的磁場。然而近期利用歐洲空間局(ESA)的XMM牛頓空間望遠鏡開展的研究卻顯示它的磁場不僅不弱,而且很有可能是迄今存在於已知宇宙範圍內強度高的磁場。天文學家估算認為其磁場的強度相當於家用電冰箱關門磁條強度的20萬億倍。

  這項研究的第一作者,意大利帕維亞高等研究院的安德裡亞·特裡戈(Andrea Tiengo)博士表示:“直到近,所有的數據都顯示這顆磁星擁有所有其同類中弱的磁場強度。”他說:“我們認為其磁場強度要比一般的磁星低100倍左右,要理解這一結果是一大挑戰。然而,我們現在開始懷疑磁星SGR 0418的內部事實上可能蘊藏著遠比我們想像的強大得多的磁場,其強度遠遠超出了我們現有的分析手段極限。”

這顆死亡恆星屬於中子星的一種,被稱為磁星,這是一顆生前擁有巨大質量的恆星在崩塌爆炸之後留下的殘骸內核。這種內核密度極高並高速旋轉,在此過程中產生劇烈的X射線或伽馬射線輻射。

  SGR 0418早是在2009年由美國宇航局的費米空間望遠鏡和俄羅斯的格洛納斯-光子天文台發現的。當時天文學家們認定這顆磁星的磁場弱的異乎尋常,但是歐洲XMM牛頓望遠鏡隨後進行的測量給出了不同的結果。

  磁星以幾秒的週期高速自轉,通過對這種自轉性質的測量,研究人員可以得到有關這顆磁星磁場的具體信息。 於是特裡戈博士和同事們運用一種新的方法,放棄傳統的自轉研究方法,轉而從其發出的X射線輻射變化中尋找線索。他們進行的計算顯示磁星SGR 0418的磁場強度約為1000萬億高斯,而相比之下,地球內核磁場的強度僅有大約25高斯。

  物理學家們認為磁星磁場強度的上限大約是10萬萬億高斯,但到目前為止還從未在宇宙中找到這樣的案例。特裡戈博士表示:“為了解釋我們的觀測結果,這個磁星必定擁有超強磁場,扭曲的磁場線在其地表附近強度達到1015高斯,但延伸僅有數百米。”他說:“平均而言,這個磁場可以顯得非常弱,這正是之前的研究所認為的結果。然而現在我們得以窺探這顆磁星的地表精細結構,從而發現其超強磁場的屬性。”

  研究人員希望這項方法將在未來幫助發現更多類似的隱藏在宇宙之中的磁星。諾伯特·斯卡特爾(Norbert Schartel)是歐空局XMM牛頓空間望遠鏡項目科學家,他說:“XMM牛頓望遠鏡給出的光譜數據,加上全新的分析方法,讓首次對這樣一顆磁星進行的詳細測量成為可能,確認其為迄今宇宙中發現的最強磁場案例。我們現在擁有了探查磁星的嶄新手段,這將幫助限定有關這些奇異天體的物理模型。”




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