强磁星

一种特殊的中子星

命名为“磁星”的星种，是一种特殊的中子星。中子星是一些比较大的恒星大爆炸後留下的残骸。科学家们观测这一磁星附近带电粒子的运动，以及磁星本身自转减速等，推算出它的磁场强度。

发现

2004年12月27日，印尼海啸的第二天，人们还沉浸在悲痛和震撼中时，一股来自2万光年之外的力量正迅速向地球袭来，它比印尼海啸强大何止千万倍！当天21：30左右，美国宇航局的高能太阳光谱影像卫星忽然探测到一束来自太阳系之外的异常“明亮”的闪光。相距时间不长，至少15架太空探测器都先后记录到了这次闪光。光波的前端如同一堵巨墙，飞驰着扫过整个太阳系。当它撞上地球时，曾在短时间内迫使地球大气的电离层为之改变。能量如此巨大的闪光之所以没有被地球上的人们目击，是因为它发生在x射线和γ射线波段，肉眼无法看见。

这是迄今为止人类探测到的最为明亮的来自太阳系之外的闪光，这次闪光在1/5秒的时间里所释放的能量相当于太阳在25万年的时间里释放的能量总和。

是谁产生了这次史无前例的闪光？科学家一致认为，这次闪光来自一种特殊的中子星——强磁星，它拥有宇宙天体最强的磁场。

奇异的闪光

奇异的闪光已经光临地球多次了。

1979年3月5日，前苏联探测器金星11号和12号在太空中飞行时，突然遇到一股强烈的γ射线，探测器上用于记录γ射线的仪器瞬时饱和。这次闪光的峰值大约持续了1/5秒，余光逐渐暗弱，并以8.1秒为周期有规律地变化着，一直持续了大约3分钟。此后，来自同一源头的闪光时有发生，天文学家记录到16次闪光。

1998年8月27日，来自另一方向的闪光再次显示了威力。当闪光在夜间撞击到地球的电离层时，导致大气中的大量原子发生电离，一度使得电离层距离地面的高度降低到约60千米。这种高度通常是在白天才会出现的。夜间的电离层因为缺少了太阳辐射的激发，距地面一侧的高度会显著增大，达到80~90千米。强烈闪光过后，接踵而至的依然是周期性变化的暗弱余光，周期是5.16秒，持续了5分钟之久，此后也多次发生过小规模的闪光。

这些事件让天体物理学家们认识了“软γ射线再现源”（简称SGR）。这些源会无规律地多次爆发闪光，所以将它们称为“再现源”。科学家发现的软γ射线再现源共有4个，其中3个位于银河系之内，1个位于银河系的伴星系大麦哲伦云之中。

形成

科学家在实验室曾获得的瞬时最高磁感应强度是1000万高斯；而一颗强磁星的磁感应强度可以达到百万亿乃至千万亿高斯的数量级。这样强大的磁场是如何形成的？这还要从中子星的形成说起。

宇宙中有一些恒星质量巨大，超过了太阳质量的8倍，这些恒星演化到晚期，形成中子星（见本刊2005年第3 期《恒星末日》）。中子星刚刚形成的时候非常炽热，其内部的中子像开水一样翻滚、搅拌，将热量释放出去，这一过程就是“对流”。此时的中子星的旋转速度如果在每秒200转以上，则在高速旋转和对流的共同作用之下，一个非常复杂的被称为“发电机”的过程会在10秒钟的时间里将中子星的整体磁场建立起来。之后，当中子星冷却一些，发电机随之失效后，这最初10秒钟形成的磁场会存留下来。在理想状态下，新诞生的中子星在“发电机”的作用下产生磁场的磁感应强度可以高达1016高斯，于是变成强磁星。但是，另一种中子星——脉冲星的磁感应强度仅仅是这一数值的万分之一。科学家认为，这可能是因为脉冲星最初形成时旋转速度不够快，所以“发电机”没有被启动。

能量巨大原因

科学家说，假如2004年底的闪光发生在距地球10光年的范围内，它将严重破坏我们的大气层，可能还会引发大灭绝，因为如此之强的磁场会改变原子中电子云的形状，将其拉长成雪茄形，“雪茄”的长轴被迫与磁力线保持平行，这使得生物化学过程难以进行。好在地球附近没有强磁星。

形成原因

有科学家研究后认为，包括强磁星在内的中子星的结构很像一道甜点——炸牛奶——的结构：最外层是由铁构成的外壳，里面则是由中子构成的“中子汤”。中子汤的密度超乎想象，一勺汤的质量将与地球上一座大山的质量相当。强磁星每根磁力线的两端均从星体的外壳上穿过，整个磁场随着强磁星的自转而发生改变。复杂的磁场所产生的力量有时会撕扯强磁星的外壳，并在强磁星的内部聚集热量。一旦某一时刻强磁星的外壳再也受不了这种撕扯，产生类似于地球上地震发生时的情形，这种情况叫做“星震”。星震发生时，强磁星内部聚集的热量会迅速释放出来，能够释放出大量的软γ射线。

经历过强烈闪光的强磁星会在一段时间里形成“俘获火球”，这种火球向外辐射的能量形成了研究人员观察到的余光。

捕捉射线

科学界对强磁星的看法几乎都处于假设状态，还有很多事情需要科学的解释。比如，究竟是怎样的机制使得强磁星能释放出如此巨大的能量？地球上以前曾发生过的生物大灭绝会不会是由一次更为剧烈的强磁星闪光造成的？这些问题都还没有确定的答案。

不过，2004年11月美国宇航局发射的“雨燕”号探测器也许会带给我们更多线索。“雨燕”如同它的名字一样，动作轻盈，携带的三架望远镜能够快速锁定随机发生的γ射线闪光并观察可能存在的余辉。一旦它的大视场望远镜发现了闪光，另两架小视场的望远镜就会在短短20到75秒钟的时间里对准闪光源进行观测。这种灵敏程度史无前例。

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