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55億光年外,成千上萬顆新星誕生了壹顆磁星,傳統理論再次受到挑戰。

在宇宙中,不僅有黑洞,還有壹種同樣令人恐懼的天體,那就是磁星。

相對於地球磁場不到7 10-5特斯拉,壹顆磁星的磁場強度可以達到恐怖的1000億特斯拉,是地球的壹萬億倍!即使是10億特斯拉的磁場,位於離我們38萬多公裏的月球上,也足以給地球上的壹張銀行卡消磁!

科學家指出,磁星的本質其實是中子星,屬於中子星的壹種。然而,磁星是如何產生的仍然是個謎。最近,由美國西北大學天文學家文輝(Wen-fai Fong)領導的研究小組發現了55億光年外的壹千顆新恒星,這可能會告訴我們這個可怕天體的來源。

所謂千新星,是指兩顆致密星合並過程中的天文事件,如雙中子星、雙黑洞或中子星與黑洞的合並,因峰值亮度可達普通新星的1000倍而得名。在合並的過程中,成千上萬顆新恒星會爆發出強烈的電磁輻射和引力波,產生更大的天體。

到目前為止,最著名的是LIGO和處女座團隊同時首次探測到的引力波GW 170817。千新星事件來自兩顆中子星的碰撞,不僅釋放了引力波,還發出了很多波段的強電磁波,比如伽瑪射線暴,可以幫助科學家了解千新星事件的壹些細節。

科學家們有信心,當他們再次看到成千上萬的新恒星時,他們可以根據這些信息進行觀察,並確定我們在觀察什麽。

然而,與預期相反,當科學家們檢查GRB 200522A這次伽馬射線爆發時,他們以為他們可以看到熟悉的數以千計的新恒星,但他們發現了壹些不同的東西。

當時,美國國家航空航天局的尼爾·高爾斯威夫特天文臺首次發現了55億光年外的壹束光。作為壹臺致力於捕捉宇宙高能事件的望遠鏡,其預警系統立即行動,聯系了世界各地的望遠鏡。隨後,世界上最先進的觀測設備,如智利的甚大望遠鏡陣列,夏威夷的W.M .凱克天文臺,加州的拉斯奎因·布萊斯天文臺,甚至太空翺翔的哈勃望遠鏡,都被通知並瞄準了宇宙深處的這個方向。

他們從各種波段觀察分析了僅持續2秒的伽馬射線爆發,表明千新星事件來自兩顆中子星的合並。當他們查看哈勃望遠鏡的近紅外波段數據時,問題出現了。

根據哈勃太空望遠鏡的觀測數據,這次千新星事件釋放的紅外線極其明亮,比理論上中子星碰撞產生的紅外區強10倍!

Fong說:“這些觀察結果與短伽馬射線爆發的傳統解釋不符。根據我們對這次疫情的無線電和x光資料的了解,甚至可以說是格格不入。即使在哈勃的近紅外波段,它也太亮了。”

人類天體物理學的理論再次受到挑戰。

巴斯大學天文學家坦莫伊·拉斯卡(Tanmoy Laskar)說:“隨著越來越多的數據出現,我們可以繪制出我們看到的那些光源的產生機制的圖像。我們需要徹底轉變思維,因為哈勃的額外信息讓我們意識到,我們需要拋棄之前的理論,去看待正在上演的新的天文現象。然後,我們需要弄清楚這些極高能量爆炸背後的物理機制是什麽。”

我們知道,中子星是壹種致密星,壹般來自死星的核心。這個天體的質量在太陽的1.1到2.5倍之間,但這些物質高度集中,以至於體積很小,直徑可能只有10-20公裏,表面積也沒有壹個普通城市大。

而如果兩個這樣恐怖的天體相撞,會釋放出極其巨大的能量,並伴隨著強大的伽馬射線爆發。兩顆中子星的合並可能會產生黑洞,前提是合並後的質量超過《奧本海默》極限。比如著名的GW 170817,最終可能會在原來的地方留下壹個黑洞(太遠無法探測)。

與它不同的是,GRB 200522A Nova的近紅外亮度表明,它留下的產物可能不是黑洞,而是另壹個恐怖的天體,也就是磁星。

我們在開頭已經介紹過磁星的特征。它們可怕的磁場使它們在宇宙中獨壹無二。雖然也是中子星的壹種,但其磁場比普通中子星強1000倍以上。

拉斯卡說:“本質上,這些磁力線固定在這個星球上,每秒鐘可以旋轉1000次以上,從而產生強大的磁化風。這些旋轉的磁力線在中子星合並過程中獲得能量,並將其註入爆炸的噴流中,從而使其變得更加明亮。”

目前這只是猜測,還需要更多的觀測來證明。但到目前為止,人類觀測並確認的磁星只有24顆,相當有限,這也給相關研究帶來了很大的限制。如果GRB 200522A事件中兩顆中子星真的合並成磁星,將對我們理解這壹神秘天體的形成機制有很大幫助。在此之前,科學家認為磁星來自超新星爆炸。

Fong指出:“我們知道宇宙中存在磁性恒星,是因為我們在銀河系中觀測到了它們。我們認為磁星基本上是大質量恒星爆炸死亡後留下的中子星,是高磁化後形成的。但也有少部分磁星可能來自中子星的合並。我們之前從未發現過相關線索,更不用說在紅外波段了,所以這個發現特別值得註意。”

然而,他們還不能得出結論。畢竟不管是千顆新星還是磁星,人類的了解還是很有限的。比磁星更尷尬的是,人類只探索研究了GW 170817,壹千顆新星。兩顆致密恒星的合並並不常見。科學家需要抓住壹切機會,接近宇宙中最極端的物理規律,了解宇宙中最極端的天體。

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