神秘磁星爆发？银河系外惊现超强耀斑爆发，亮度足以照亮整个星系！
文摘
科学
2024-07-18 17:34
北京
欧洲航天局的一颗卫星捕捉到了来自M82星系的伽马射线暴。然而，天文学家并未观测到这次爆发的任何余辉。经过分析，天文学家意识到这次爆发可能源自银河系外磁星的耀斑爆发。磁星是一种具有超强磁场的年轻中子星。
文 | 诺亚·利奇（Noa Leach）
译 | 刘惠敏
编 | 陈强
视觉设计 | 李梅
原载于《科普周报·科学焦点》杂志2024年08期
太空中散布着如此之多的奇观，难以想象在我们没注意到的时候到底发生了多少事情。正因为如此，当一颗人造卫星恰好处于正确的位置，让天文学家能够观测到在宇宙中发生了罕见的天体爆发，他们才会如此兴奋不已。这场剧烈的爆发照亮了距离地球约1200万光年的M82星系。天文学家曾以为这次爆发是由两颗中子星相撞引起的，并试图观测这次爆发的余辉，但没能获得任何结果。后来，他们意识到，这场强烈的伽玛射线暴来自一颗具有超强磁场的中子星。中子星是大质量恒星（比太阳大8倍以上）在超新星爆发后留下的残骸。这些残骸没有变成黑洞，而是形成了具有强磁场的致密天体。天文学家观察到，有些中子星磁场异常强大，并将它们定义为磁星，即磁场极强的中子星。磁星的磁场强度是普通中子星的一万倍以上，是宇宙中磁场最强的天体。磁星的耀斑爆发被认为是由磁星表面的“星震”扰乱其强烈的磁场引起的。在耀斑爆发事件中，磁星会通过伽玛射线暴的形式释放出巨大能量。在过去50多年的伽马射线天文观测中，天文学家仅观测到了3次磁星耀斑爆发。这3次耀斑爆发分别发生在1979年、1998年和2004年，且均来自银河系内的磁星。磁星耀斑爆发并不常见，但威力却极为强大。例如，在2004年12月，天文学家观测到一次来自距离地球3万光年的磁星耀斑爆发，其威力极强，甚至影响到了地球的高层大气。这种影响堪比太阳耀斑爆发，但要知道，引发耀斑爆发的那颗磁星与地球的距离比太阳远了近19亿倍。由此可见，磁星耀斑爆发的威力十分惊人。2023 年11月，欧洲航天局的卫星“国际伽玛射线天体物理实验室”（简称INTEGRAL）恰巧捕捉到了一次磁星耀斑爆发。这次爆发仅持续了1/10秒，但在卫星捕捉到爆发后仅 13 秒，世界各地的天文学家就收到了警报。
“我们立即意识到这是一种特殊信号。伽马射线暴可以来自宇宙中的任何地方，但最近的这次爆发来自离银河系不远的一个明亮星系。”这项研究的主要负责人、意大利国家天体物理研究所的桑德罗·梅雷盖蒂（Sandro Mereghetti）说道。梅雷盖蒂团队及时利用太空望远镜和地面上的天文望远镜进行了观测，但他们没有捕捉到任何可见光、X 射线或引力波的信号。INTEGRAL捕捉到了一个独特而短暂的信号，此外就没再探测到任何关于这次爆发的痕迹了。正是因为没有探测到其他信息，天文学家推测，这次爆发的最大可能是巨型磁星耀斑的爆发——这就意味着，这次爆发是首个被证实的发生在银河系外的磁星耀斑事件。但天文学家认为，INTEGRAL探测到的其他一些短伽马射线暴可能也源自银河系外的磁星。不过，想要捕捉到如此短暂的磁星耀斑爆发事件，实在太考验运气了，因为望远镜必须正好对准爆发发生的方向才行。INTEGRAL的厉害之处就在于它的视野非常广阔，足足有3000多个满月那么大，因此非常适合这类观测。发现的这颗磁星位于M82星系，这是一个正在剧烈形成恒星的活跃星系。这也间接证明了天文学家的猜测：在活跃星系中，超大质量恒星往往燃烧迅速，死亡也很快，在生命终结时常常会留下年轻、活跃的磁星。接下来，天文学家将继续在活跃星系中寻找更多的磁星，以希望更深入地了解超大质量恒星的演化过程，以及磁星随时间的变化。聚焦前沿科学，关注正在或即将改变人类生活的研究、技术和产品。“《科学焦点》杂志直营店”上线啦！长按下图中的二维码或点击文章末尾的「阅读原文」，欢迎来我们的小店逛一逛！
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