科学家发现湮没了一颗小行星然后发射出辉煌的爆炸的“故障”中子星

By Robert Lea

2023/7/21

Science & Astronomy

强大的磁星爆炸出一个快速的射电爆发，并随它撕裂开空间岩石改变了它的旋转速度。.

来自一个强大磁中子星的耀斑爆发类似于当这种磁星被一颗小行星摧毁时造成的爆发。 (Image credit: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))

一项新的研究提出，一颗快速自旋的中子星当它摧毁了一块太空岩石“故障了”时有一个难以置信的强大磁场。

中子星SGR 1935+2154位于银河系中心附近约30000光年之外，在一颗小行星被它的引力拉入并撕裂开后非常短暂的改变它的合理速度似乎 “故障了”。故障由恒星改变它的旋转速度同时还释放一个快速射电暴（FRB）组成，一种强大的无线电波的爆炸。

在一项 “故障的”恒星的新研究中，天文学家终于能将这些神秘的射电能量爆发联系到被称为磁星的极端恒星尸体。

像所有中子星一样，当一颗大质量恒星耗尽核聚变燃料时磁星被诞生------一个创造阻止一颗恒星在自身引力下坍塌所需的向外能量的过程。

随恒星的外层被一个强大的超新星或恒星爆炸吹分开，内核坍塌，诞生一个太阳的质量被挤压成相当于地球上平均城市的宽度的恒星残骸。（因此，一茶匙带到地球的中子星物质将重达10亿吨）。

坍塌还将垂死恒星的磁力线推到一起，创造宇宙的最强大的磁场。因此，这种吹捧强大的磁场的中子星被称为磁星。

一颗磁星的描画. (Image credit: ICRAR)

与此同时，自2007年发现第一个萝莉莫爆发（Lorimer Burst）以来快速射电暴一直是某些一个谜的东西。这些无线电脉冲有从几分之一毫秒到三秒不等的罕见的重复的持续时间，回到 2020 年当天文学家发现了两个来自银河系内的快速发射的快速射电暴时被首次联系到磁星。

尽管磁星和快速射电暴之间的联系被建立，但科学家们仍然不清楚这种联系背后的机制实际上是的。

艺术家的五百米孔径球面射电望远镜探测来自遥远的棒旋星系的快速射电爆发的描画。 (Image credit: Jingchuan Yu)

这项新研究隐含当磁星巨大的引力影响在一颗如此巨大的小行星中产生如此巨大以至于太空岩石被撕裂开的潮汐力时磁星可以产生快速射电暴。（在潮汐破坏事件中围绕黑洞也可以看到同样的效应;当一颗恒星离宇宙泰坦太近时它的引力影响撕碎这颗恒星）。

因为中子星本质上是死星的残骸，它们被它们的行星系统的残骸包围是可行的。如果这些区域是任何与我们的太阳系相似的东西，这些碎片将包括小行星。

如果一颗小行星被一颗磁星的引力拉入并被摧毁，由于物理学的法则，太空岩石携带的动量随它通过它的死亡行星系统同样不能被泯灭。这样在磁星的速度中的故障将源自小行星转移到磁星的动量。

    如果小行星正竞速在中子星旋转的相同方向中，这种动作加速起致密恒星残骸的旋转------一个“故障”。如果小行星正在与磁星的自旋方向相反方向中运动，转移的角动量减慢它的旋转速度，这被归类为一个“反故障”。

被摧毁的小行星的残骸随后被磁星的强磁场纠结住，造成场线来缠绕、折断并重新连接。这个叫磁重联的过程称爆炸出快速射电暴。

一个小行星 2023 DW 的图形表示，它离地球相对较近。更遥远的小行星通过它们如何受到大型天体（如恒星）的影响可能是可见的。 (Image credit: NASA)

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最终，太空岩石的剩骸将落到中子星的表面。按照美国宇航局，其中一个恒星残骸的引力是如此之大以至于一个有棉花糖质量的物体落到它的表面将释放相当于1000枚氢弹爆炸的能量。

这意味着撞击中子星表面的小行星物质应该在不同频率的光中创造强大的能量耀斑，这可能会被天文学家发现。科学家调整这种效应可以帮助发现更多被磁星摧毁的小行星，这样进一步加强这些中子星和它们造成来创造快速射电暴破坏性事件之间的联系。

该团队的研究5月25日发表在同行评审的皇家天文学会月刊中。