天文新发现：第25颗磁星？比黑洞还罕见的天体，究竟长什么样子？
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-18
人类观测到的第25颗磁星，神秘亮相！
美国雨燕卫星，在6月3日捕捉到了一次X射线爆发，位于银河平面附近。这一现象引起了天文物理学家们的关注。他们锁定该坐标区域，进行了深入的观察和分析，最终证实，这次X射线爆发是由一颗名为Swift J1555.2-5402的磁星发出的。
这颗新发现的磁星是否真的是人类的第25颗磁星，还需要全球天文专家们的完整分析和验证。然而，人们对这个新发现的天体充满了期待，希望能通过它了解更多关于磁星的信息。
每一颗新磁星的发现，都是天文学领域的一大事件。磁星是除了黑洞和暗物质之外，目前最热门的天体物理研究课题之一。目前，我们能确定的磁星数量如此之少，任何新增的磁星的发现，都有可能极大地增加我们对这些神秘天体的了解。
为了寻找这些神秘的天体，美国NASA在2004年发射了雨燕卫星。它配备了爆发警示望远镜（BAT）、X射线望远镜（XRT）和紫外/光学望远镜（UVOT），分别工作在伽玛射线、X射线、紫外线和可见光多个波段，以不同的原理完成对伽玛射线暴的预警发现、定位和对其在光学波段的余晖进行成像，完成对其亮度和光谱以及长时间光变曲线的观测。
在中国，也有一颗探测卫星——爱因斯坦探针卫星（EP），它能通过全天监测，完成对磁星的X射线爆发现象的锁定与探测。EP自运行以来，已至少发现了3颗新磁星，并一直对已知的24颗磁星的可能活动轨迹进行全天候监测。
天文学家们为何如此热切地探寻磁星背后的真相？发现这些神秘的天体有何重要意义？中国科学院的天文专家们给出了答案：通过监测，不仅能帮助我们完成磁星数目的估算，也能科学地理解恒星演化和超新星爆发，还能帮助我们理解磁星的辐射机制和背后的物理特性与过程。此外，宇宙中这些天体的突变活动，也能帮助人们挖掘出此类现象的物理本质。
据科学学术推测，磁星是一种非常特殊的天体，虽本质上是中子星，但形态上较为独特。人们认为，在那些能变为中子星的大质量恒星（最初的质量，至少是太阳的8~30倍的恒星），在其生命末期——超新星爆炸后，约有10%的概率，它的恒星核心会坍缩为磁星。然而，实际观测中，磁星却是非常罕见的，目前我们能确定的磁星数量甚至比黑洞还要少！
磁星具有超强磁场的中子星，与一般中子星最大的区别是，它能向外发射X射线或宇宙中最强的伽马射线。因此，磁星会有几个非常明显的特点：高密度、超强重力、高速自转，诞生之时还能像灯塔那样高频地向外发出一种窄辐射脉冲光束，且具有很强的磁场强度。
了解磁星，你得先明白什么是中子星。在宇宙世界中，你所看到的一切物质，其实是由一个个不同的化学分子所构成，而每个分子则是由各种元素组合而成，每一种元素的最小化学性质构成单位，则是每一颗原子。而每一颗原子，则由位于原子中心的原子核和若干围绕它旋转的电子所组成。
想象一下，若原子的“每个足球场的空间”，都无缝隙地塞满了玻璃弹珠大小的中子，那就意味着中子星的诞生了！首先，恒星超新星爆炸过程，在彻底炸掉它们的外部物质同时，它的核心也会坍缩成宇宙中密度最大的物体——至少约是太阳质量的两倍，挤成一个直径仅20公里的球体。
其次，这些磁星，几乎在坍缩的瞬间，会形成一个超级强大的磁场——约是普通中子星的1000倍，是地球磁场的1000万亿倍。这个超强磁场，会有多犀利？哪怕你隔着半个地球到月亮的距离，它的强大磁场，都能在瞬间把你手中银行卡的磁性吸得一干二净。正由于这样超强磁场的存在，客观上也造就了它的神秘——很难被探测到！因为一般的电磁光波，几乎很难逃离，而进入21世纪后，人们之所以能发现它，并把它推到聚光灯之下，是因为人们探测到这种特别形态的中子星，能释放出一种强大的无线电信号，称为快速无线电爆发，它的出现，也一点点让人们获得捕捉这神秘天体的重要法门之一。
接着，它还会拥有超强的密致结构！在人们所认知的宇宙天体家族中，一般谁最粗暴？那非黑洞莫属，因为凭借着庞大的质量与引力，它总能粗暴地把身边所有物质都吞噬，包括光！那无限大的引力，为什么会存在，究其根本是因为那几乎无限大的密度！而我们认识的磁星，这类特殊形态的中子星，也拥有着类似黑洞这样的品质，光从密度的角度来看，它不愧为仅次于黑洞，成为那第二“厉害”的天体。你想象一下：若把平均个头4吨重，然后足足1亿头的大象，全压缩在那粒1立方厘米的方糖中，这个密度水平，是多可怕的一个量级。所以，不难理解，这样密度仅直径20公里的星体，会有多庞大的引力。同样质量不变的你，若有机会站在这样的一颗星球表面，你的重量会比地球上重上1000亿倍。比如，52KG的你，若去到这星球表面将重达52000亿公斤，而在地球上，世界最大的人造物体——长城，也仅仅重526亿公斤，也就是说，你的重量若去到这星球上，将近是100座长城的重量。
然后，在化身为磁星的过程中，它会瞬间加速......任何一颗磁星，它的前身都是一颗超大型的“太阳”，一般来说，它的自转一圈约几周时间，可一旦坍缩成那颗20公里的星球呢？它的转动速度会“提速”到每秒至少几圈到几百圈，这个原理也不复杂，就像花样滑冰的运动，要做转体运动时，只要将打开的双臂收抱胸前就可实现“加速”的原理一样......所以，加速后的它，也顺理成章成为一颗脉冲星。因为，磁星已被验证，会发出窄辐射的光束，这些以X射线为主体的光束，会不会随同星体一起高速旋转，这情景有点像我们的灯塔原理那样？所以在我们的探测卫星上，也会观测到这是一组脉冲光信号。但它又不会像一般的脉冲中子星那样，会极其稳定！虽然，同是中子星家族一样高速旋转的成员，却又一般中子星很明显的区别，它所发射的辐射光束，是伽马射线。而脉冲星呢？在多数情况下能发射出无线电波和微波。且相比磁星，脉冲星的发射是有规律的，几乎可以作为精确宇宙钟的脉冲信号，不像磁星那样，突然发射一阵子就结束了。
但，也由于磁星的磁场，会比一般中子星的磁场高上千倍。所以，在它诞生时，就会产生大规模的能量爆发。宇宙中出现一次性的快速射电暴，这往往就预示着磁星的诞生！这种磁场，将密度极高的星球紧紧包围，可能会导致星球上地壳的断裂，而断裂会产生巨大的能量输出，这就是磁星上的地震。短期内不断重复的射电暴，可能就是磁星的余震。同时，磁星在超强引力（向内）、超强磁场力（向外），两种力量的角力下，也会造就星体的壳体的不稳定。形象点理解，就像我们在地球全球范围的大规模地震一样！而这样的狂暴的行为，不仅会一直扭曲、改变着磁星的形状与外形，偶尔还会产生巨大的星震和巨大的磁星耀斑。这些行为，也会导致强大的能量释放，也会极其容易地造就巨大能量的X射线爆发！哪怕我们与它相隔几万光年，将近半个星系，一次强度极大的星震，还有可能会导致我们的太空望远镜，这些精密仪器的“眼睛”被灼伤......甚至有人还猜测过，地球上几次突如其来的生物大灭绝，会不会也跟这些太空深处遥远的磁星，在瞬间爆发出强大的射电暴所致？但这些理论，都需要人们去发现更多的磁星，在不断的数据累积下，我们才能真正破解这深藏于宇宙中的神秘真相！
参考文献：
1、《科学24小时》2021年第5期P27-29页，磁星悄然登场；
2、《中国科学》，爱因斯坦探针: 探索变幻多姿的X射线宇宙专题，探测磁星的爆发；
3、sciencealert，Astronomers May Have Just Detected a New Magnetar。
~
#谢汪群# 黑洞的另一边有什么? -
(15883448534)： 在爱因斯坦的广义相对论中预言到了两种天体,一个是人们早已熟知的黑洞,另一个则是人们比较陌生的白洞.20世纪60年代以来,由于空间探测技术在天文观测中的广泛应用,人们陆陆续续发现了许多黑洞性质的天体.如天鹅座X--1星和御夫...
#谢汪群# 宇宙到底有多少个星球 -
(15883448534)： 肉眼可见6973颗天文望远镜因为在不断发展就不好说了实际上总数多少没人知道对我们常人来说,浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的.而对天文学家来说,精确地测绘宇宙天体不仅是必要的,而且也是可能的.天文学采用的计量单位是“光年”...
#谢汪群# 太阳是不是宇宙的中心呢? -
(15883448534)： 肯定不是,是太阳系的中心
#谢汪群# 宇宙的外面是什么? -
(15883448534)： 我们都知道地球空间的一个行星,它在太阳系之中,而太阳系则在银河系之中,银河系又是宇宙中的大量星系之一,那么,宇宙又是在什么之中呢? 我们来想想,地球与太阳系、太阳系与银河系之间是一个轨道的关系.如果单独讨论地球、太阳...
#谢汪群# 求宇宙的起源及归宿,知道的赐教下! -
(15883448534)： 科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸.这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间.大爆炸散发的物质在太空中漂游,由...
#谢汪群# 黑洞真的存在吗?如何证? -
(15883448534)： 存在假设有一颗超大质量的恒星,由于它的质量,所以它的引力也很强大.在它死亡之前,核聚变引发的能量维持着它的存在.核聚变减小后,它受到引力的作用,外围向内坍缩,由于引力效果和距离...
#谢汪群# 敢问2012年12月21日世界末日是真的吗?究竟是谎言还是实言? -
(15883448534)： 假的!关于世界末日,有以下几种说法:神秘预言相关一:两极倒转 某些关于世界末日的预言声称,到2012年,地球将会两极倒转,地球外壳和表面将会突然分离...
#谢汪群# 天文学家把银河所围绕成空间叫做银河系运用什么说明方法 -
(15883448534)： 新浪科技讯天文学家最近观察到银河系的中心存在一个巨大黑洞,据测算,这个黑洞应该是银河系第二大黑洞.该研究结果已经在最新一期《天文学和天体物理学》杂志上发表.就在3年以前,天文学家观测到银河系围绕着一个超大质量的黑洞运行...
#谢汪群# 宇宙探秘 科幻短文 -
(15883448534)： 宇宙探秘 黑色熔炉的中央,送出无数太阳的地方,无穷的魔力在蕴藏.——阿瑟·里姆包德 天文观测 观测天体的重要手段是天文望远镜.可以毫不夸张地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学.随着望远镜在各方面性能...
#谢汪群# 20世纪人类最重大的发现是什么??? -
(15883448534)： 第一个发现是宇宙微波背景辐射.1964年,贝尔电话实验室在新泽西州的克劳福德山上建立了一架供人造卫星用的天线,射电天文学家彭齐亚斯(1933—)和威尔逊(1936—)正在调试这架天线,以测定银河系平面以外区域的射电...
美国雨燕卫星，在6月3日捕捉到了一次X射线爆发，位于银河平面附近。这一现象引起了天文物理学家们的关注。他们锁定该坐标区域，进行了深入的观察和分析，最终证实，这次X射线爆发是由一颗名为Swift J1555.2-5402的磁星发出的。
这颗新发现的磁星是否真的是人类的第25颗磁星，还需要全球天文专家们的完整分析和验证。然而，人们对这个新发现的天体充满了期待，希望能通过它了解更多关于磁星的信息。
每一颗新磁星的发现，都是天文学领域的一大事件。磁星是除了黑洞和暗物质之外，目前最热门的天体物理研究课题之一。目前，我们能确定的磁星数量如此之少，任何新增的磁星的发现，都有可能极大地增加我们对这些神秘天体的了解。
为了寻找这些神秘的天体，美国NASA在2004年发射了雨燕卫星。它配备了爆发警示望远镜（BAT）、X射线望远镜（XRT）和紫外/光学望远镜（UVOT），分别工作在伽玛射线、X射线、紫外线和可见光多个波段，以不同的原理完成对伽玛射线暴的预警发现、定位和对其在光学波段的余晖进行成像，完成对其亮度和光谱以及长时间光变曲线的观测。
在中国，也有一颗探测卫星——爱因斯坦探针卫星（EP），它能通过全天监测，完成对磁星的X射线爆发现象的锁定与探测。EP自运行以来，已至少发现了3颗新磁星，并一直对已知的24颗磁星的可能活动轨迹进行全天候监测。
天文学家们为何如此热切地探寻磁星背后的真相？发现这些神秘的天体有何重要意义？中国科学院的天文专家们给出了答案：通过监测，不仅能帮助我们完成磁星数目的估算，也能科学地理解恒星演化和超新星爆发，还能帮助我们理解磁星的辐射机制和背后的物理特性与过程。此外，宇宙中这些天体的突变活动，也能帮助人们挖掘出此类现象的物理本质。
据科学学术推测，磁星是一种非常特殊的天体，虽本质上是中子星，但形态上较为独特。人们认为，在那些能变为中子星的大质量恒星（最初的质量，至少是太阳的8~30倍的恒星），在其生命末期——超新星爆炸后，约有10%的概率，它的恒星核心会坍缩为磁星。然而，实际观测中，磁星却是非常罕见的，目前我们能确定的磁星数量甚至比黑洞还要少！
磁星具有超强磁场的中子星，与一般中子星最大的区别是，它能向外发射X射线或宇宙中最强的伽马射线。因此，磁星会有几个非常明显的特点：高密度、超强重力、高速自转，诞生之时还能像灯塔那样高频地向外发出一种窄辐射脉冲光束，且具有很强的磁场强度。
了解磁星，你得先明白什么是中子星。在宇宙世界中，你所看到的一切物质，其实是由一个个不同的化学分子所构成，而每个分子则是由各种元素组合而成，每一种元素的最小化学性质构成单位，则是每一颗原子。而每一颗原子，则由位于原子中心的原子核和若干围绕它旋转的电子所组成。
想象一下，若原子的“每个足球场的空间”，都无缝隙地塞满了玻璃弹珠大小的中子，那就意味着中子星的诞生了！首先，恒星超新星爆炸过程，在彻底炸掉它们的外部物质同时，它的核心也会坍缩成宇宙中密度最大的物体——至少约是太阳质量的两倍，挤成一个直径仅20公里的球体。
其次，这些磁星，几乎在坍缩的瞬间，会形成一个超级强大的磁场——约是普通中子星的1000倍，是地球磁场的1000万亿倍。这个超强磁场，会有多犀利？哪怕你隔着半个地球到月亮的距离，它的强大磁场，都能在瞬间把你手中银行卡的磁性吸得一干二净。正由于这样超强磁场的存在，客观上也造就了它的神秘——很难被探测到！因为一般的电磁光波，几乎很难逃离，而进入21世纪后，人们之所以能发现它，并把它推到聚光灯之下，是因为人们探测到这种特别形态的中子星，能释放出一种强大的无线电信号，称为快速无线电爆发，它的出现，也一点点让人们获得捕捉这神秘天体的重要法门之一。
接着，它还会拥有超强的密致结构！在人们所认知的宇宙天体家族中，一般谁最粗暴？那非黑洞莫属，因为凭借着庞大的质量与引力，它总能粗暴地把身边所有物质都吞噬，包括光！那无限大的引力，为什么会存在，究其根本是因为那几乎无限大的密度！而我们认识的磁星，这类特殊形态的中子星，也拥有着类似黑洞这样的品质，光从密度的角度来看，它不愧为仅次于黑洞，成为那第二“厉害”的天体。你想象一下：若把平均个头4吨重，然后足足1亿头的大象，全压缩在那粒1立方厘米的方糖中，这个密度水平，是多可怕的一个量级。所以，不难理解，这样密度仅直径20公里的星体，会有多庞大的引力。同样质量不变的你，若有机会站在这样的一颗星球表面，你的重量会比地球上重上1000亿倍。比如，52KG的你，若去到这星球表面将重达52000亿公斤，而在地球上，世界最大的人造物体——长城，也仅仅重526亿公斤，也就是说，你的重量若去到这星球上，将近是100座长城的重量。
然后，在化身为磁星的过程中，它会瞬间加速......任何一颗磁星，它的前身都是一颗超大型的“太阳”，一般来说，它的自转一圈约几周时间，可一旦坍缩成那颗20公里的星球呢？它的转动速度会“提速”到每秒至少几圈到几百圈，这个原理也不复杂，就像花样滑冰的运动，要做转体运动时，只要将打开的双臂收抱胸前就可实现“加速”的原理一样......所以，加速后的它，也顺理成章成为一颗脉冲星。因为，磁星已被验证，会发出窄辐射的光束，这些以X射线为主体的光束，会不会随同星体一起高速旋转，这情景有点像我们的灯塔原理那样？所以在我们的探测卫星上，也会观测到这是一组脉冲光信号。但它又不会像一般的脉冲中子星那样，会极其稳定！虽然，同是中子星家族一样高速旋转的成员，却又一般中子星很明显的区别，它所发射的辐射光束，是伽马射线。而脉冲星呢？在多数情况下能发射出无线电波和微波。且相比磁星，脉冲星的发射是有规律的，几乎可以作为精确宇宙钟的脉冲信号，不像磁星那样，突然发射一阵子就结束了。
但，也由于磁星的磁场，会比一般中子星的磁场高上千倍。所以，在它诞生时，就会产生大规模的能量爆发。宇宙中出现一次性的快速射电暴，这往往就预示着磁星的诞生！这种磁场，将密度极高的星球紧紧包围，可能会导致星球上地壳的断裂，而断裂会产生巨大的能量输出，这就是磁星上的地震。短期内不断重复的射电暴，可能就是磁星的余震。同时，磁星在超强引力（向内）、超强磁场力（向外），两种力量的角力下，也会造就星体的壳体的不稳定。形象点理解，就像我们在地球全球范围的大规模地震一样！而这样的狂暴的行为，不仅会一直扭曲、改变着磁星的形状与外形，偶尔还会产生巨大的星震和巨大的磁星耀斑。这些行为，也会导致强大的能量释放，也会极其容易地造就巨大能量的X射线爆发！哪怕我们与它相隔几万光年，将近半个星系，一次强度极大的星震，还有可能会导致我们的太空望远镜，这些精密仪器的“眼睛”被灼伤......甚至有人还猜测过，地球上几次突如其来的生物大灭绝，会不会也跟这些太空深处遥远的磁星，在瞬间爆发出强大的射电暴所致？但这些理论，都需要人们去发现更多的磁星，在不断的数据累积下，我们才能真正破解这深藏于宇宙中的神秘真相！
参考文献：
1、《科学24小时》2021年第5期P27-29页，磁星悄然登场；
2、《中国科学》，爱因斯坦探针: 探索变幻多姿的X射线宇宙专题，探测磁星的爆发；
3、sciencealert，Astronomers May Have Just Detected a New Magnetar。
~
#谢汪群# 黑洞的另一边有什么? -
(15883448534)： 在爱因斯坦的广义相对论中预言到了两种天体,一个是人们早已熟知的黑洞,另一个则是人们比较陌生的白洞.20世纪60年代以来,由于空间探测技术在天文观测中的广泛应用,人们陆陆续续发现了许多黑洞性质的天体.如天鹅座X--1星和御夫...
#谢汪群# 宇宙到底有多少个星球 -
(15883448534)： 肉眼可见6973颗天文望远镜因为在不断发展就不好说了实际上总数多少没人知道对我们常人来说,浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的.而对天文学家来说,精确地测绘宇宙天体不仅是必要的,而且也是可能的.天文学采用的计量单位是“光年”...
#谢汪群# 太阳是不是宇宙的中心呢? -
(15883448534)： 肯定不是,是太阳系的中心
#谢汪群# 宇宙的外面是什么? -
(15883448534)： 我们都知道地球空间的一个行星,它在太阳系之中,而太阳系则在银河系之中,银河系又是宇宙中的大量星系之一,那么,宇宙又是在什么之中呢? 我们来想想,地球与太阳系、太阳系与银河系之间是一个轨道的关系.如果单独讨论地球、太阳...
#谢汪群# 求宇宙的起源及归宿,知道的赐教下! -
(15883448534)： 科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸.这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间.大爆炸散发的物质在太空中漂游,由...
#谢汪群# 黑洞真的存在吗?如何证? -
(15883448534)： 存在假设有一颗超大质量的恒星,由于它的质量,所以它的引力也很强大.在它死亡之前,核聚变引发的能量维持着它的存在.核聚变减小后,它受到引力的作用,外围向内坍缩,由于引力效果和距离...
#谢汪群# 敢问2012年12月21日世界末日是真的吗?究竟是谎言还是实言? -
(15883448534)： 假的!关于世界末日,有以下几种说法:神秘预言相关一:两极倒转 某些关于世界末日的预言声称,到2012年,地球将会两极倒转,地球外壳和表面将会突然分离...
#谢汪群# 天文学家把银河所围绕成空间叫做银河系运用什么说明方法 -
(15883448534)： 新浪科技讯天文学家最近观察到银河系的中心存在一个巨大黑洞,据测算,这个黑洞应该是银河系第二大黑洞.该研究结果已经在最新一期《天文学和天体物理学》杂志上发表.就在3年以前,天文学家观测到银河系围绕着一个超大质量的黑洞运行...
#谢汪群# 宇宙探秘 科幻短文 -
(15883448534)： 宇宙探秘 黑色熔炉的中央,送出无数太阳的地方,无穷的魔力在蕴藏.——阿瑟·里姆包德 天文观测 观测天体的重要手段是天文望远镜.可以毫不夸张地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学.随着望远镜在各方面性能...
#谢汪群# 20世纪人类最重大的发现是什么??? -
(15883448534)： 第一个发现是宇宙微波背景辐射.1964年,贝尔电话实验室在新泽西州的克劳福德山上建立了一架供人造卫星用的天线,射电天文学家彭齐亚斯(1933—)和威尔逊(1936—)正在调试这架天线,以测定银河系平面以外区域的射电...
