星系裡有磁星嗎

天文學家，最近又有新發現了？

人類所能觀測到的第25顆新磁星，火辣出爐！

美國

距地約600公里的太空上，

雨燕衛星

配備的儀器——爆發警示望遠鏡（BAT），在

6月3日

觀測到了

，我們的銀河平面附近，發生了一次短暫的

x 射線爆發。

而這一現象，

也引起了天文物理學家們的警覺

。

然後，鎖定於該座標區域，展開了後續的觀察和分析，最終他們證實，

x 射線的爆發

，是由一顆以前未知的磁星發射出來的，而它也順勢被命名為

Swift J1555.2-5402

。

當然，它是否是真正屬於人類的第25顆磁星，還需經全世界天文專家們一個完整的分析與驗證過程。這依然是一個懸而未決的事情。同時，大家也很期待對這個新發現的天體，有更多的瞭解，希望透過它，能讓我們獲得更多關於磁星的，任何新的資訊。

因為，

每一顆新磁星的發現，對於天文學領域，都是一件大事！

不僅因為，磁星，是除黑洞、暗物質之外，當今最熱的天體物理研究課題之一。更鑑於，人類目前的在銀河系中，能確定的磁星數量，是如此之少，所以，任何新增的磁星的發現，都有可能極大地增加我們對這些神秘天體的瞭解。

為了搶先找到這些神秘的天體，美國NASA，早在

2004年，就發射了這一顆專門用於觀測

伽瑪射線暴

的

天文衛星——

雨燕衛星

。

它身上搭載的3臺主要儀器裝置：

爆發警示望遠鏡（BAT）、X射線望遠鏡（XRT）和紫外/光學望遠鏡（UVOT），分別工作在

伽瑪射線

、

X射線

、

紫外線

以及

可見光

多個波段，然後用不同的原理，完成對伽瑪射線暴的預警發現，然後鎖定其位置，並完成對其在光學波段的餘輝進行成像，完成對其亮度和光譜、以及長時間光變曲線。

而在中國，也存在著這樣的一顆探測衛星——

愛因斯坦探針衛星

（Einstein Probe，

EP

），同樣能透過全天監測，完成對磁星的X射線爆發現象的鎖定與探測，在EP執行超過3年的時間裡，我們同樣至少新發現了

3顆新磁星

，如今也一直對監測已知

24顆磁星

的可能活動軌跡，進行全天候監測。

聊到這裡，很多人也估計很好奇：天文學家，

為什麼這麼熱切，去探尋磁星背後的真相呢

？到底核算出磁星的數目，

發現這些神秘的天體，有什麼重要的意義麼

？

中國科學院的天文專家們，給大家答疑了：透過這些

監測，不僅幫助人們完成磁星數目的估算、也能科學地理解

恆星演化和超新星爆發

，還可對磁星的輻射機制和背後的物理特性與過程。另外，宇宙這些天體的突變活動，也能幫助理解專家們，挖掘出此類現象的物理本質。

因為，據主流的科學學術推測：磁星，不僅是一種非常詭異的天體，雖本質上是中子星，但形態上卻比較特殊。而人們認為，在那些能夠變為中子星的大質量恆星（

最初的質量，至少是太陽的

8~30倍的恆星

），這類恆星，在其生命末期——超新爆炸後，估計約有

10%的機率，它的

恆星核心

會

坍縮

化為磁星。

可實際觀測呢？

在我們探測到的茫茫宇宙中，磁星卻是非常罕見的……哪怕到現在為止，能被大家認可，並確定下來的也僅僅

24顆

，這個量級，甚至比起那無法直接觀測的黑洞，所能發現的數量還少！

那究竟，它是一種什麼樣的存在呢？

顧名思義，磁星，就是具有超強磁場的

中子星

，與一般的中子星最大的區別是，它能向外發射

X射線

或宇宙中最強的

伽馬射線

。

所以，磁星會有幾個非常明顯的特點：

高密度、超強重力、高速自轉，誕生之時還能像燈塔那樣高頻地向外發出一種窄輻射脈衝光束，且具有很強的磁場強度。

瞭解它，你得先搞清楚：什麼是中子星

Neutron Star

，為什麼會叫

中子星

呢？

在宇宙世界中，你所看到的一切物質，其實是由一個個不同的

化學分子

所構成，而每個分子則是由各種

元素

組合而成，每一種元素的最小化學性質構成單位，則是每一顆原子。而每一顆原子，則由位於原子中心的原子核和若干圍繞它旋轉的電子所組成。

這場景，是不是很熟悉呀？

沒錯，原子核就像是我們太陽系的太陽，而若干電子，就像圍繞太陽旋轉的行星……且這個原子核還佔據著每個原子重量的

99.95％

的原子質量以上！而原子核，則是受核力影響由質子和中子（兩種重子）構成。中子和質子又進一步由夸克構成……

簡單梳理一下，世界上，你看到的物體，其實它們的排列組合，追物溯源：

物質→分子→元素→原子→原子核→重子→夸克......

可若我們，把每一個原子比作為一個足球場的話，則原子核的就如同一顆玻璃彈珠，位於足球場的正中心，而電子，則依然以你肉眼不可見般存在，分佈在這足球場的最邊緣。

從這個角度來看，你會發現，只要有足夠的外界壓力，我們所有的物質，都有著大量的“空曠”的區域，可壓縮……

想象一下，若原子的“每個足球場的空間”，都無縫隙地塞滿了玻璃彈珠大小的中子，那就意味著

中子星的誕生了

！

而磁星的誕生記，往往更具挑戰性

首先，恆星超新星爆炸過程

，在徹底炸掉它們的外部物質同時，它的核心也會坍縮成宇宙中密度最大的物體——至少約是太陽質量的兩倍，

擠成一個直徑僅20公里的球體

。

其次，這些磁星，幾乎在坍縮的瞬間，會形成一個超級強大的磁場

——約是普通中子星的

1000倍

，是地球磁場的

1000萬億倍

。

這個超強磁場，會有多犀利？哪怕你隔著半個地球到月亮的距離，它的強大磁場，都能在瞬間把你手中銀行卡的磁性吸得一乾二淨。正由於這樣超強磁場的存在，客觀上也造就了它的神秘——很難被探測到！因為一般的電磁光波，幾乎很難逃離，而進入21世紀後，人們之所以能發現它，並把它推到聚光燈之下，是因為人們探測到這種特別形態的中子星，能釋放出一種強大的無線電訊號，稱為

快速無線電爆發，它的出現，也一點點讓人們獲得捕捉這神秘天體的重要法門之一。

接著，它還會擁有超強的密緻結構

！在人們所認知的宇宙天體家族中，一般誰最粗暴？那非黑洞莫屬，因為憑藉著龐大的質量與引力，它總能粗暴地把身邊所有物質都吞噬，包括光！那無限大的引力，為什麼會存在，究其根本是因為那幾乎無限大的密度！

而我們認識的磁星，這類特殊形態的中子星，也擁有著類似黑洞這樣的品質，光從密度的角度來看，它不愧為僅次於黑洞，成為那第二“厲害”的天體。你想象一下：

若把平均個頭4噸重，然後足足1億頭的大象，全壓縮在那粒1立方厘米的方糖中

，這個密度水平，是多可怕的一個量級。

所以，不難理解，這樣密度僅

直徑20公里

的星體，會有多龐大的引力。同樣質量不變的你，若有機會站在這樣的一顆星球表面，你的重量會比地球上重上

1000億倍

。比如，

52KG

的你，若去到這星球表面將重達

52000億公斤

，而在地球上，世界最大的人造物體——長城，也僅僅重

526億公斤

，也就是說，你的重量若去到這星球上，將近是

100座長城的重量

。

然後，在化身為磁星的過程中，它會瞬間加速......

任何一顆磁星，它的前身都是一顆超大型的“太陽”，一般來說，它的自轉一圈約幾周時間，可一旦坍縮成那顆20公里的星球呢？它的轉動速度會“提速”到每秒至少幾圈到幾百圈，這個原理也不復雜，就像花樣滑冰的運動，要做轉體運動時，只要將開啟的雙臂收抱胸前就可實現“加速”的原理一樣……

而加速後的它，也順理成章成為一顆脈衝星?

因為，磁星已被驗證，會發出窄輻射的光束，這些以

x 射線為主體的光束，會不會隨同星體一起高速旋轉，這情景有點像我們的燈塔原理那樣？

而在我們的探測衛星上，也會觀測到這是一組脈衝光訊號。但它又不能像一般的脈衝中子星那樣，會極其穩定！

雖然，同是

中子星家族一樣高速旋轉的成員，卻又一般中子星很明顯的區別，它所發射的輻射光束，是伽馬射線。而脈衝星呢？在多數情況下能發射出無線電波和微波。且相比磁星，脈衝星的發射是有規律的，

幾乎可以作為精確宇宙鐘的脈衝訊號，不像磁星那樣，

突然發射一陣子就結束了。

但，也由於磁星的磁場，會比一般中子星的磁場高上千倍。所以，在它誕生時，就會產生大規模的能量爆發。宇宙中出現

一次性的快速射電暴

，這往往就預示著磁星的誕生！

這種磁場，將密度極高的星球緊緊包圍，可能會導致星球上地殼的斷裂，而斷裂會產生巨大的能量輸出，這就是磁星上的地震。短期內不斷重複的射電暴，可能就是磁星的餘震。

同時，磁星在超強引力（向內）、超強磁場力（向外），兩種力量的角力下，也會造就星體的殼體的不穩定。形象點理解，就像我們在地球全球範圍的大規模地震一樣！而這樣的狂暴的行為，不僅會一直扭曲、改變著磁星的形狀與外形，偶爾還會產生巨大的星震和巨大的磁星耀斑。

這些行為，也會導致強大的能量釋放，也會極其容易地造就巨大能量的X射線爆發！哪怕我們與它相隔幾萬光年，將近半個星系，一次強度極大的星震，還有可能會導致我們的太空望遠鏡，這些精密儀器的“眼睛”被灼傷……

甚至有人還猜測過，地球上幾次突如其來的生物大滅絕，會不會也跟這些太空深處遙遠的磁星，在瞬間爆發出強大的射電暴所致？

但這些理論，都需要人們去發現更多的磁星，在不斷的資料累積下，我們才能真正破解這深藏於宇宙中的神秘真相！

參考文獻：

1、《科學24小時》 2021年第5期 P27-29頁，磁星悄然登場；

2、《中國科學》，愛因斯坦探針： 探索變幻多姿的X射線宇宙專題，探測磁星的爆發；

3、sciencealert，Astronomers May Have Just Detected a New Magnetar