在遙遠的銀河系,距離地球大約 22,000 光年的地方,有一顆星星,與其他的星體不同,其磁力超過了天體物理學家所見過的任何東西。

一個名為 Swift J0243.6+6124 的脈衝星的磁力高達 16 億特士拉 (T) ,打破了以前在 GRO J1008-57 和 1A 0535+262 脈衝星周圍發現的大約 10 億特士拉 (T) 的記錄。

為了更容易理解,普通的冰箱磁鐵磁力約為 0.001 特士拉,更強大的核磁共振成像 (MRI) 機器能夠達到 3 特士拉左右。

幾年前,工程師們因實現了 1,200 特士拉而贏得了讚譽,但只維持了 100 微秒的時間。

因此,磁力達到 16 億特士拉在物理學上非常不可思議。尤其這種僅是通過塞進了不可能的體積並以令人難以置信的速度旋轉的大量物體來實現,有著快到足以將電子加速到荒謬的速度。

Swift J0243.6+6124 已經被認為是一顆值得關注的星體。它是一種被稱為脈衝星的超緊密宇宙重量級星體,是我們銀河系中唯一屬於超亮X射線源的類別。

它也是銀河系中唯一X射線脈衝星的例子,它有一顆Be型伴星為其提供物質,速度快到足以從其兩極產生無線電發射的物質噴流。

僅僅這些特徵就構成了我們了解銀河系的一個獨特機會,天文學家忍不住要對其進行更詳細研究。

不過,測量一個遙遠的物體的磁場說起來容易,做起來難。儘管它們很強,但在數千光年的距離內,這些磁場很快就會減弱,變得無法檢測到。

幸運的是,可以從X射線的超亮光輝在磁性軌道上旋轉的電子散射中找到線索,這種方式被稱為迴旋共振散射特徵。

中國在2017年發射的X射線觀測站 Insight-HXMT 為天體物理學家提供了一種在遙遠的發射中捕捉類似這些特徵的方法,從而能在2020年對 GRO J1008-57 場域的電子能量進行測量。

幸運的是,在 Insight-HXMT 發射之後,Swift J0243.6+6124 的活動爆發也讓人們看到了它的高強度磁場,它的X射線光譜中埋藏著一個迴旋共振散射特徵。來自中國科學院和中山大學以及德國圖賓根大學的研究人員隨後分析了這一特徵,計算出其電子的能量峰值為驚人的 146 千電子伏特,突破了之前記錄保持者的 90 和 100 千電子伏特。

由於 Swift J0243.6+6124 是我們銀河系中唯一的超亮X射線脈衝星,對其磁場的精確測量使天文學家更好地了解在其表面附近可能發生了什麽。

作為中子星的一種類型,像 Swift J0243.6+6124 這樣的脈衝星是由原子擠壓成的構型組成的,遠遠超出了我們在地球上能夠創造的任何東西。它的磁力特性有助於排除或支持各種解釋高度緊湊的地殼如何表現的模型。

具體來說,這顆中子星的磁力性質證實了其磁場非常複雜,有著由多個磁極組成的可能性。這對熱衷於了解太空中最奇特物體奧秘的天體物理學家來說是一場極具意義的勝利。對於我們其他人來說,只要試著想象一下 16 億特士拉磁鐵貼在我們冰箱上的威力就足夠了。

這項研究發表在 The Astrophysical Journal Letters 上。

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資料來源:

  1. Mcrae, M., (15 JULY 2022). Astronomers Have Spotted a Record-Breaking Magnetic Field in Space, And It’s Epic. ScienceAlert
  2. 圖片來源:A pulsar with its jets and magnetic fields, NASA https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/multimedia/pulsar_stills.html
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