磁场是怎么形成的

时间:2023-06-25 04:09:10编辑:奇事君

“磁星”是中子星的一种,它们均拥有极强的磁场,透过其产生的衰变,使之能源源不绝地释出高能量电磁辐射,以X射线及伽玛射线(γ射线)为主。那么磁星是怎么形成的呢?

磁星的形成

当一颗大型恒星经过超新星爆发后,它会塌缩为一颗中子星,其磁场也会迅速增强。在科学家邓肯及汤普森的计算结果当中,其强度约为一亿特斯拉(10^8 Tesla),在某些情况更可达1,000亿特斯拉(10^11 T,10^15 Gauss),这些极强磁场的中子星便被称为“磁星”。而地球表面的天然地磁场强度,在赤道附近约3.5×10^-5 T,在两极附近约7×10^-5 T。

一颗超新星在爆发期间,自身可能会失去约10%的质量,一颗质量为太阳的10倍到30倍的恒星,在避免塌缩成黑洞的情况下,它们需要放出更大的质量,可能为自身的80%。据估计,每大约十颗超新星爆发中,便会有一颗能成为磁星,而非一般的中子星或脉冲星。在它们演变成超新星前,自身需拥有强大磁场及高自转速度,方有机会演化成磁星。有人认为,磁星的磁场可能是在中子星诞生后首十秒左右,透过炽热内核物质的对流所产生的,情形就如一台发动机。如果在对流现象发生期间同时拥有高自转速度(周期约10毫秒左右),其产生的电流足以传遍整颗天体,便足够把其自转动能转为其磁场。相反,如果天体的自转速度较慢,其内核物质的对流所产生的电流不足以传遍整颗天体,只在局部区域流动。

拓展

马萨里说:“新的研究结果找到有力证据,说明伽马射线暴、非常明亮的超新星以及磁星之间的关系。这出乎我们的意料。”该研究将在7月9日出版《自然》(Nature)杂志上发表。

此前,科学家们认为,伽马射线暴的原因只能是,超新星周围的质量为太阳50倍的星体崩解造成。然而,现在的实际观测显示,超新星与伽马射线暴之间不存在这种关系。

相反,研究人员发现,磁星是造成伽马射线暴的唯一原因。磁星是一种中子星。中子星是宇宙中体积最小、密度最大的恒星,其半径往往不到16.1公里(10英里),但质量比我们太阳还要大。而且,磁星这种中子星能每秒旋转数百周,具有更强大的磁场——目前已知是宇宙中含有最强磁场的星体。

宇宙最强磁铁

磁星是一种中子星,具有体积很小、密度极大、自传周期约数秒、磁场强度极大的特点。

另据欧洲南方天文台7月8日发布的消息,这项研究是根据欧洲南方天文台在智利的分台帕瑞纳天文台(Paranal Observatory)和拉西拉天文台(La Silla Observatory)所观测的数据完成。

德国麦克斯 普朗克物理研究所(Max-Planck-Institut f r extraterrestrische Physik)的物理学家约肯 格瑞尼(Jochen Greiner)解释:“长时间的伽玛射线暴的发生频率很低,10,000至100,000个超星云发生一次伽玛射线暴,所以认为一定是某种特殊的星体产生伽玛射线暴。于是,科学家假设伽玛射线暴来源于周围大质量恒星(质量为太阳的50倍),他们设想伽玛射线暴标志黑洞的形成。但是,现在超星云SN 2011kl的观测结果改变了我们以前对GRB 111209A超长时间伽玛射线暴的解释模式。”

GRB 111209A是2011年12月9日瑞士卫星观测到的持续一个小时的伽玛射线暴。

通常,伽马射线暴只持续几秒,在极少数情况下,会持续几个小时。

资料记载,SGR 1806-20是一颗位于人马座的磁星,距地球约50,000光年远,直径不足20公里,自转周期为7.5秒。

2004年12月27日,科学家检测到它在50,000年前发生的爆炸辐射抵达地球。其强度如果转换成可见光,能看到爆炸亮度比满月还要亮,也是地球上能观测的所有太阳系外最强的一次爆炸事件。

科学家计算,其释放的能量相当于太阳在15万年内所放能量的总和。如果在距离地球10光年的范围内发生该爆炸,地球的臭氧层将被摧毁,我们人类会有灭顶之灾。

幸运的是,SGR 1806-20磁星离我们很远。而且在目前已知的磁星中,即使最近的1E 2259+586,距离地球也有13,000光年之遥。

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