宇宙最強磁場的新紀錄
一顆中子星的表面磁場已被測量,其強度為 16 億特斯拉,遠高於先前的記錄。
中子星表面的磁場比我們所知的任何東西都要強。 然而,所有中子星都不一樣,測量這些場可能具有挑戰性,這意味著我們不知道這些場到底有多巨大。 一項新的測量將先前的記錄打破了百分之六十。
天體物理學雜誌通訊據報道,Swift J0243.6+6124系統中存在16億特斯拉磁場,超過了10億特斯拉的記錄設定於2020年。 這個數字並不是伊隆馬斯克最瘋狂的夢想之外的汽車銷量,而是世界上最強大的MRI 機器中磁鐵強度的約1.5 億倍,或者是冰箱磁鐵的3000 億倍(如果您選擇的是冰箱磁鐵)。 16兆高斯聽起來更令人印象深刻。 這並不是人類在實驗室中擊敗自然的案例,甚至不是接近的情況。
為了確定這個值,Ling-Da Kong中國高能物理研究所的研究員和合著者研究了該系統的X射線光譜,尋找系統在運作過程中的迴旋吸收線,使用 Insight-HXMT 太空望遠鏡。 這些線的能量越高,產生它們所需的場就越強。 在這種情況下,可見線高達 146 keV。
中子星具有強磁場是很常見的。 有些人是如此強大,以至於贏得了這個名字。 然而,並非總是能夠在安全的距離內測量這些場。
對於接近的雙星,包括雨燕J0243.6+6124,中子星強大的引力場(宇宙中除黑洞之外最強的引力場)從其伴星中吸取氣體,形成吸積盤。 盤中的等離子體受到重力場和磁場的共同作用,沿著磁場線落到中子星表面,並在此過程中釋放出X射線。
由於中子星旋轉,這些 X 射線形成從地球上看到的脈衝。 在地球上為基礎研究和放射治療而建造的迴旋加速器的強大版本中,在磁場中移動的電子吸收了其中一些 X 射線。 磁場越強,電子可以吸收的 X 射線能量就越高,因此最高能量吸收線提供了靠近恆星表面的磁場的測量。
在其他星系中也觀測到了超光度X射線脈衝星,但Swift J0243.6+6124是在銀河系中首次發現的。 它與地球的相對距離使天文學家有機會檢驗這些物體的亮度是極端磁場的結果的假設。 146 keV 吸收線——首次從如此強大的 X 射線脈衝星中檢測到——提供了天文學家正在尋找的證據。 建造這條線所需的 16 億特斯拉磁場也比天文學家使用幾種間接技術估計的強約十倍。
相同的測量結果顯示Swift J0243.6+6124的磁場是複雜且不對稱的,而不是簡單的偶極子,這對於其他中子星來說是可疑的但未經證實。
對於處於非常緊密的軌道中的恆星來說,僅持續幾天的物質轉移是很常見的,但這證明了雨燕J0243.6+6124 中的中子星的力量,它能夠在28 天的軌道上從伴星上拉出物質。