一顆磁星爆出太陽需花 10 萬年產生的能量──只用了 0.1 秒

作者 | 發布日期 2022 年 01 月 07 日 17:25 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


距地球約 1,300 萬光年處,一顆緻密的磁星猛烈噴發,不到 1 秒噴出相當於 10 億個太陽產生的能量,或說太陽需花 10 萬年才能累積輻射出這股巨大能量。

中子星是宇宙僅次黑洞的極端天體,密度極高,僅一塊方糖大小的物質就超過 10 億噸,據 NASA 形容,中子星引力強烈到路過的棉花糖撞擊恆星表面都能產生 1,000 顆氫彈的威力。

而中子星的子類型──磁星,不只比一般中子星更罕見,還是怪物中的怪物,磁場強度是典型中子星 1,000 倍,即使處於非活動狀態,磁星亮度也是太陽的 10 萬倍。只不過天文學家至今發現約 3,000 個中子星,磁星僅 31 個(銀河系只發現約 10 顆),大部分都是經歷高能量爆發後才被 X 射線望遠鏡探測到。

也因此磁星爆發既短暫又不可預測,天體物理學家很難找到並研究,幸運的是,安裝於國際太空站的 ASIM(Atmosphere-Space Interactions Monitor)儀器,2020 年 4 月 15 日探測到 1,300 萬光年外螺旋星系的巨大耀斑,來自名為 GRB2001415 的磁星。

這場耀斑在 0.1 秒內釋放的能量相當於太陽輻射 10 萬年的能量,然而耀斑訊號僅持續 0.16 秒,衰減速度快,西班牙 RUVID 研究團隊花了一年多分析 ASIM 數據,根據磁星能量輸出將事件分為 4 個階段,然後測量能量脈衝在峰值時引起的恆星磁場變化。

根據調查結果,研究人員懷疑爆發由破壞磁星外層、所謂的「星震」引起。無論觸發因素如何,恆星磁層都會產生阿爾文波──這種波在太陽日冕廣為人知,而團隊檢測到的振盪與阿爾文波作用輻射一致,只是阿爾文波能量迅速被磁星外殼吸收,所以磁重聯過程於幾毫秒內結束,脈衝也在爆發後 3.5 毫秒就消失。

發現這場噴發讓科學家更理解中子星內部與周圍如何產生磁應力,也能進一步探索天文學最神祕的快速電波爆發現象。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:RUVID

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