宇宙磁体中的万磁“魔兽”

作者: 黄增强

浩瀚的宇宙中存在各种各样怪异的天体,有些天体的磁力无比强大。20世纪70年代末期,科学家首次发现了一颗可怕的天体,它的可怕之处不亚于黑洞和中子星。这颗天体被称为宇宙磁体中的万磁“魔兽”。

说到磁星,我们先来了解一下中子星。中子星是除了黑洞之外密度最大的星体,可以分成普通中子星、脉冲星和磁星。中子星的体积一般非常小,半径只有1万米,但是它的质量比太阳的质量大得多,至少是太阳的10~29倍。换算下来,中子星的密度极其惊人,可以达到1亿千克每立方厘米。

磁星是一种致密的天体,它拥有极强的磁场,可以产生星震现象,通过磁场产生的衰减就能够源源不断地释放出高能量的电磁辐射。这种辐射以X射线、伽马射线为主。

磁星的直径约为 2万米,质量约为太阳质量的1.4倍,它们是由质量为太阳10~25倍的恒星坍缩形成的。大型的恒星在经历了超新星爆发后,会迅速坍缩,成为一颗新的中子星,而且磁场也得到极大增强,强度一般可以达到1亿特斯拉,在某些特殊情况下甚至能够达到1 000亿特斯拉。据科学家对磁星旋转周期演化的测量推断,它具有1 015高斯量级的偶极磁场,比一般的中子星强1 000倍。

当然,并不是所有的超新星爆发都会成为磁星。一颗恒星要想演变成磁星,需要一定的条件,即在演变成超新星前,它们需拥有强大磁场及高自转速度。磁星与其他中子星的旋转速度相比,中子星每秒旋转1~10次,而磁星的自转较慢,每2~10秒才旋转1次。据科学家估算,每10颗超新星爆发中,只有1颗能变成磁星,其他9颗只能变成常见的中子星或脉冲星。

磁星理论是科学家罗伯特·邓肯和克里斯托弗·汤普森首先提出的。人类发现的第一颗磁星,编号为“SGR 0525-66”,位于大麦哲伦云,它是在1979年被发现的,距离地球为16万光年。距离地球最近的磁星编号为“1E 1048.1-5937”,位于船底座,距离地球9 000光年。

磁星之所以被称为万磁“魔兽”,是因为它磁力超强,达到千万亿高斯。而磁星强大的磁场导致表面被加热,使得磁星表面破裂出几微米的裂缝造成星震。发生星震后,磁星会把内部能量快速释放出来,能量被释放后,磁量的自转速度和磁场也会变慢变弱。磁星由于输出了极高的能量,因而在它形成1万年后,磁场就会不断衰减,它的寿命就结束了,由磁星转变为中子星或脉冲星。

科学家计算,如果1颗磁星静静地存在于银河系附近,对我们来说不会带来什么影响,可当它处于地球和月球之间时,就会让地球上所有的磁卡全部失效。当一颗磁星距离地球1 000千米时,地球上生物的电场会被扰乱,构成人类的原子会被拉伸变形,从而瓦解人类的分子结构,人类的身体会瞬间化为齑粉。不仅如此,1颗磁星存在于1 000千米的范围内,它会毁掉地球的臭氧层,还会毁灭我们所知的所有生命,甚至方圆10光年的范围都将成为生命的禁区。

磁星的危害和可怕之处远不止于此。根据科学家的观测和研究,磁星还可以将光子劈碎,让1个光子分裂成2个,甚至能够让光速变慢,或者干脆将光禁锢在它的体内,直至磁星的外壳破裂发生星震,迫使光只能从它的两极发射出来。这一过程将产生能量异常恐怖的伽马射线暴,它可以摧毁任何星球。2004年,科学家检测到一颗来自银河系外,距离地球50 000光年的磁星,它释放的伽马射线暴轰击了地球大气层,在短短的五分之一秒的时间内,释放的能量比太阳250 000年间释放的总能量还要多。这颗磁星由于距离地球较远,所以此次爆发没有对地球构成威胁。

磁星虽然是宇宙中最神秘的“怪异天体”,密度惊人,磁力无比,具有超强的破坏力,会给地球和人类带来危害和影响。但幸运的是,我们发现的磁星并不多,截止到2020年,人类发现并已经确认的磁星只有24颗,特别是地球附近的磁星非常少。磁星普遍存在于遥远的宇宙深处,它们的爆发不会对地球和人类构成什么威胁,而且大部分磁星的寿命很短,一般活不过1万年。

未来,科学家还将持续观测磁星,从科学研究中找到更多解决磁星带给我们的危害和影响的答案。

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