宇宙中擁有最強磁場的中子星:比地球強10萬億倍,任何物質在這都被壓碎

天空之城 2020/09/30 檢舉 我要评论

磁場是宇宙中無法用肉眼看到的一種物理現象,在地球上我們通過磁場辨別南北極,在其他行星上,磁場的存在有利於極光的形成。那麼宇宙中最強的磁場在哪兒?最近,科學家發現了一顆名為GRO J1008-57的中子星,其表面磁場強度達到10億特斯拉,是地球的10萬億倍,這顆中子星也成為宇宙中最強磁場的中子星。

圖片解讀:GRO J1008-57中子星還有一個伴星,伴星物質以光速一半的速度落入中子星表面

圖片解讀:中子星示意圖

中子星作為大質量恒星死亡後的產物,恒星參與核聚變反應的燃料全部消耗掉,這時候恒星自身的引力將其壓碎、形成坍縮,最終外層物質落在內核上,壓碎了內核物質,釋放出巨大的能量,形成了我們所熟知的中子星。在中子星上,原子都被壓碎了,因此帶負電的電子被壓入原子核,形成更多的中子。如果恒星的內核沒有被壓碎,這時候恒星的大量物質會被向外拋射,形成大規模的爆發,這就是超新星。一顆典型的中子星直徑大約在20公里左右,相當於一個小鎮的大小,但是表面溫度可達到100萬開爾文。

1967年,科學家發現了脈衝星,其非常規律的1.33秒週期一度被懷疑是地外文明向地球發出的聯絡信號。在著名的蟹狀星雲內部的中心旋渦區,就形成了一顆中子星,旋轉的中子星沿其磁極可釋放出一束能量,就像宇宙的燈塔那樣,隨著中子星的旋轉而掃過宇宙空間。從地球上看,就是我們看到的中子脈衝,且每次旋轉都伴隨著脈衝釋放。

圖片解讀:中子星擁有強大的磁場

那麼中子星為什麼擁有如此強大的磁場,這個問題需要從中子星的內部著手。中子星其實是一個巨大的原子核,其表面是一些電子雲物質,從理論上說,中子星的殼體是無摩擦的中子流體,有著難以置信的導電性。當這個導電體開始旋轉的時候,就產生了帶電粒子流,從而形成了磁場。

地球上的磁場形成機制也是如此,地球內部擁有鎳鐵芯金屬流體,流體在繞著內核旋轉的時候,就形成了磁場。由於中子星的自轉相當驚人,通常情況是達到數秒一圈,因此其物質需要非常緊密的力拉著,密度是非常大的。原子核的密度相當大,中子星的相當於是一個巨大的原子核,人類發現的第一顆中子星的自轉週期為1.33秒,還有一些中子星的自轉週期達到毫秒級,如果其表面物質不夠緻密,在如此快的自轉條件下,早就解體了。

圖片解讀:中子星其實是個巨大的原子核

GRO J1008-57中子星距離地球大約2萬光年,處於一個雙星系統中,伴星質量是太陽的12倍,亮度也比太陽高出數千倍。這也導致其伴星物質在公轉中被撕裂,以光速一半的速度落到了中子星上,並且與中子星的磁場糾纏,這個過程會釋放出強大的X射線,這可能是除了黑洞之後,宇宙中第二個糟糕的空間環境了。

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