最近的恒星死亡留下高磁性恒星尸体

By Robert Lea

 published 2 hours ago

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 “磁星是很年轻的，因为它们不能很长时间以这种速率放掉能量” 。

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一幅显示一颗高磁性死星或“磁星”的描画。 (Image credit: NSF, AUI, NSF NRAO, S. Dagnello.)

天文学家正在调查来自一个宇宙犯罪现场的线索，其中一颗大质量恒星死亡并留下了一颗叫磁星的磁性极端的“死亡”恒星。

磁星是一种类型的中子星，但有数千倍更强的磁场。像另一种形式的中子星脉冲星一样磁星难以置信快的自旋。科学家们要来知道是什么条件造成磁星的创造以及这些与一颗脉冲星的诞生条件多不同的，脉冲星是一种“普通”中子星。

为探究这个秘密，一组研究人员用非常长基线阵列（VBLA）来研究一个叫Swift J1818.0-1617的磁星，该磁星位于距离地球约22000光年远。这不仅使Swift J1818.0-1617相对的接近，而且在它2020年被发现后，天文学家很快确定它是从来见过的最年轻的磁星。Swift J1818.0-1617也是我们知道的自旋最快的磁星，大约每1.5秒完成一次完整的旋转。

日本国家天文台的团队负责人郝丁在一份声明中说，“磁星的形成机制仍然是一个我们会来了解的秘密”。.

知道你的中子星

磁星像所有中子星一样当大质量恒星死亡时被诞生。当这些恒星耗尽它们的核的核聚变所需的燃料供应时已经支撑它们抵抗它们自己的引力向内推的能量结束。

这吸引到引力和辐射压力之间已经肆虐数百万年的宇宙“拔河”到一个尽头，引力获胜。随恒星的核坍塌，它发送冲击波通过外层，引发一个超新星爆炸，从核炸掉这些层。

这造成垂死的恒星失去它的绝大部分质量，留下一个有质量在太阳质量的一到两倍之间的核都塞进了一个直径约为12英里（19公里）中。

产品呢？一颗中子星。

一个中子星与曼哈顿岛对比的图。  (Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center)

一颗中子星的物质是如此密集以致如果一茶匙的被舀出并带到我们的星球，它重约为1000万吨。

快速的核坍塌也造成中子星的自旋速度大大增加。这通过角动量守恒发生，在地球上能被看到一个类似的效果，尽管以远更小的尺度，当一个滑冰者抽回他们的臂来提高他们的自旋速度时。

一些新形成的中子星能自旋快的达每秒700圈。这些中子星还能从它们的两极发射辐射束，随它们旋转，辐射束跨宇宙扫过。这种“宇宙灯塔”被称为脉冲星。

一个恒星核的坍塌还有另一个后果。垂死恒星的磁场线被一起挤压，造成磁场强度来增强。因此，中子星有令人难以置信的强大磁场。

然而，一些中子星真的带这个到极端，炫耀已知宇宙中最强大的磁场。例如，这些死恒星有比太阳磁场更强大10^15倍的磁场。

这些中子星被称为磁星

艺术家的磁星的解释。(Image credit: ESA - Christophe Carreau.)

目前，天文学家不知道一颗磁星的寿命是什么。

据估计，与这种类型中子星相关的极端X射线发射被与它的磁场的快速衰减相关。磁星的快速自旋也造成周围的等离子体紧紧的围绕死星聚集。这造成所谓的“同步辐射”，这导致以无线电波形式的更少高能量光的发射。

这可能意味着高磁性中子星可能迅速的失去能量，年轻的中子星作为磁星比它们作为脉冲星做的花费更少的时间，但这是某些科学家们想要确定的事情。

丁说，“磁星是非常年轻的，因为它们不能以这种速率很长时间释放能量”。研究人员补充说要确定这个科学家们需要知道磁星当它被新创造时多快移动的。

在这方面进来Swift J1818.0-1617是方便的，因为据估计它只有几百岁老。这颗磁星也如此靠近地球以致非常长基线阵列能用一种叫“视差”的概念

研究小组的调查表明了Swift J1818.0-1617的横向速度是迄今为止任何所见磁星中最低的。这些信息现在能被利用来确定围绕这颗特定中子星诞生的条件。然后，这些结果能被与脉冲星和中子星创造条件的类似确定比较来看是什么造成一颗垂死的恒星沿着这三条“路径”的一条而不是另一条移动。

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虽然在他们能确定为什么中子星采取磁星的形式之前丁和他的同事们将需要更多的观测，但这些初步结果似乎确实提示某些关于中子星的演化的事情。

丁说这项研究已经提示磁星不太可能在与年轻脉冲星相同的条件下形成，这隐含着这些强大的磁性中子星被诞生在极端和异域的条件下。