超強磁場產生的相對論性輻射「刀片」,能將恆星切成兩半

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 19 日 15:57 | 分類 天文 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
超強磁場產生的相對論性輻射「刀片」,能將恆星切成兩半


磁星擁有宇宙最強大磁場,而當超強磁場沿著磁星赤道發射強烈輻射,會在極端離心力作用下像把「刀片」將磁星一分為二。這種輻射束移動距離更遠超原始恆星半徑數倍,直到最後消散,可解釋一些宇宙中更持久的伽瑪暴。

大質量恆星死亡可能蛻變成中子星,而當中子星快速旋轉塌縮,可能再變成具有宇宙最強磁場的天體:磁星。據估計,每 10 顆超新星爆發便有 1 顆會成為磁星,而非一般中子星或脈衝星。

新生磁星周圍環境相當混亂,其自身引力將母星剩餘大氣電漿重新吸回來,但強烈輻射與磁場又瘋狂鞭打它們,先前研究結論指出,會有一股噴射流沿著磁星自轉軸形成並穿越磁星。

但紐約大學宇宙學與粒子物理中心團隊發現,磁星磁場也可以沿著磁星赤道發射強烈輻射束,這些輻射在旋轉磁星的極端離心力作用下形成相對論性刀片,以接近光速的速度穿過恆星向外移動,攜帶能量比超新星爆炸還多。

研究人員還表示,這種相對論性刀片在離開磁星時,威力可以將其切成兩半,且隨著時間向外推移遠達恆星半徑數倍,在移動過程與其他物質持續相互作用,能解釋為什麼有些伽瑪暴消失得非常緩慢。

團隊表示,接下來將研究這種「刀片」如何隨時間演化,找出能識別相同類型爆炸的關鍵特徵,並確定我們先前觀察到的一些伽瑪暴是否可套用此模型來解釋。

論文預印本發表在《arXiv》網站上,尚未經過同行評審。

(首圖為磁星示意圖,來源:OzGrav