磁星

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
畫家筆下的磁星想像圖

磁星」(Magnetar)是中子星的一種,它們均擁有極強的磁場,透過其產生的衰變,使之能源源不絕地釋出高能量電磁輻射,以X射線伽瑪射線為主。磁星的理論於1992年由科學家羅伯特·鄧肯(Robert Duncan)及克里斯托佛·湯普森(Christopher Thompson)首先提出,在其後幾年間,這個假設得到廣泛接納,去解釋軟伽瑪射線復發源(soft gamma repeater)及不規則X射線脈衝星(anomalous X-ray pulsar)等可觀測天體。

形成[编辑]

當一顆大型恆星經過超新星爆發後,它會塌縮為一顆中子星,其磁場也會迅速增強。在科學家鄧肯及湯普森的計算結果當中,其強度約為一億特斯拉(108 Tesla),在某些情況更可達1,000億特斯拉(1011 T,1015 Gauss),這些極強磁場的中子星便被稱為「磁星」。而地球表面的天然地磁场强度,在赤道附近约3.5×10-5 T,在两极附近约7×10-5 T。

一顆超新星在爆發期間,自身可能會失去約10%的質量,一顆質量為太陽的10倍到30倍的恆星,在避免塌縮成黑洞的情況下,它們需要放出更大的質量,可能為自身的80%。

據估計,每大約十顆超新星爆發中,便會有一顆能成為磁星,而非一般的中子星或脈衝星。在它們演變成超新星前,自身需擁有強大磁場及高自轉速度,方有機會演化成磁星。有人認為,磁星的磁場可能是在中子星誕生後首十秒左右,透過熾熱內核物質的對流所產生的,情形就如一台發動機。如果在對流現象發生期間同時擁有高自轉速度(週期約10毫秒左右),其產生的電流足以傳遍整顆天體,便足夠把其自轉動能轉為其磁場。相反,如果天體的自轉速度較慢,其內核物質的對流所產生的電流不足以傳遍整顆天體,只在局部區域流動。

短壽命[编辑]

一顆磁星的外層含有等離子及以為主的重元素,在張力產生期間,天體會出現「星震」(starquake),這種地震能使天體釋放強大能量,包括釋出X射線暴及伽瑪射線暴,天文學家把這種天體稱為「軟伽瑪射線復發源」。

如果把一顆磁星看成為「軟伽瑪射線復發源」,它們的壽命相當短暫。「星震」會釋出大量物質及能量,當中物質被困在自身的強大磁場中,繼而在數分鐘內蒸發殆盡,另外其他能以放射形式釋出的物質,其動能來自天體的角動量,使磁星的自轉速度減慢,且比其他中子星減得更快。轉速減慢會連帶其強大磁場一同減弱,到大約一萬年後磁星的「星震」停止,期間仍會釋出X射線,天文學家將之稱為「不規則X射線脈衝星」。再過大約一萬年後,其活動幾近停止。「星震」屬於一種瞬間的大型破壞,當中一些給人們直接記錄,例如2004年12月27日的SGR 1806-20,隨著天文望遠鏡的精確度日高,預計在未來人們能記錄更多類似現象。

已知的磁星[编辑]

截至2004年12月,已知的「軟伽瑪射線復發源」有4顆,「不規則X射線脈衝星」有5顆,另有5顆疑似天體等待證實。

超強磁場的影響[编辑]

一個強度超過10 GTesla(1010 T)的磁場,在地月距離的一半位置就足以將地球一張銀行信用卡給消磁。一顆釹磁鐵的磁場強度約為1 Tesla,而地磁場的強度則為30至60 μT,不少用作數據儲存的磁性媒體,可在短距離下以毫特斯拉的磁場把數據刪除。

在距磁星1,000公里的範圍內,其強大磁場足以置人於死地,水份的抗磁性可把細胞組織撕碎。一顆質量達太陽1.4倍的磁星,在相同距離範圍內,其潮汐力也足以致命,如果把一個人放在這種地方,其20000牛頓以上的拉力足以把這個人撕開成兩段。

參考文獻[编辑]

外部链接[编辑]