中子星與曼哈頓，孰大孰??？

簡介：磁超耀斑會在爆發(fā)的十分之一秒左右的時間內，發(fā)射高達太陽的100萬億倍的能量。這種事件是非常罕見的，通過研究這一現(xiàn)象可以使我們對中子星及其磁場的內部有很多了解。

描繪磁超耀斑的作品，從中子星表面噴發(fā)出來的壯觀的能量。圖片版權來源：NASA(美國航空航天局）/戈達德航天飛行中心

作為一個經常與天文中的毀滅現(xiàn)象打交道的人，很多人問我，宇宙中什么現(xiàn)象最讓我恐懼？小行星撞擊？太陽耀斑？變幻莫測的黑洞？

都不是，差遠了。我的答案是磁超耀斑。

你問為什么？那么我告訴你，最近觀測到的一次磁超耀斑，在大約1/10秒時間的爆發(fā)中，噴射出了相當于100萬億個太陽的能量。

！??！

這一現(xiàn)象被NASA（美國航空航天局）用于探測宇宙射線的費米衛(wèi)星所觀測到。這些是光的最高能量形式，并且只能來自于能量驚人的暴力事件：恒星爆炸、黑洞吞噬物質等等。

NGC 253，一個距離地球約110萬光年的側向螺旋星系（圖片版權來源：亞當·布洛克/萊蒙山天文中心/亞利桑那大學）

伽馬射線爆發(fā)在2020年4月15日被觀測到，并很快確定來自于NGC253，一個距離地球約110萬光年的側向螺旋星系。對于星系來說，這個距離似乎很近，但是離地球仍有很長的一段路要走……即使從這么遙遠的距離，費米也能輕易地探測到這一事件所產生的輻射。

此前類似這樣的爆發(fā)只觀察到3次：兩次在我們的銀河系（1998年和2004年），一次在我們的衛(wèi)星星系大麥哲倫云（1979年），距離地球16萬光年。

描繪中子星周圍磁場的作品。圖片版權來源：凱西·里德/ 賓夕法尼亞大學

我曾經寫過關于2004年那次爆發(fā)的情況，所有的一切都讓我感到恐慌。伽馬射線的爆發(fā)是如此強烈，以至于好幾顆天文衛(wèi)星的探測器同時滿負荷，地球磁場鳴響，同時也對我們的大氣層產生了物理影響，使大氣上層部分電離。

請注意，SGR1806-20，就是2004年爆發(fā)的那顆磁陀星，距離我們5萬光年，大約是銀河系直徑的一半。盡管如此，它仍然能給我們造成這些麻煩。

所以，是的，磁陀星把我嚇壞了。

[注：我知道很多人會被這樣的事情嚇壞，所以我注意到，據我們所知，沒有磁陀星能夠在離我們足夠近的地方產生巨大的耀斑，造成嚴重的破壞。它們其實只會在你想起這件事的時候嚇到你。實際上，我更擔心較大的太陽事件，而不是像磁陀星爆炸這樣冷僻的事件。]

這一切混亂背后的動力來源是什么？磁陀星是中子星的一種，是一顆大質量恒星在形成超新星后核心的超致密殘骸。當恒星外部爆炸時，核心坍塌。如果它的質量足夠大，它就會形成一個黑洞，但是如果它的質量是太陽的1-3倍，它就會被壓縮成一個只有十幾公里寬的中子球。想一想：整個恒星的質量被壓成一個城市大小的球體。太不可思議了。

還有更令人驚奇的事。中子星表面的重力可能是地球的10億倍，但即使是這樣，它在磁場面前也是相形見絀，磁場可以是地球強度的10000億倍。除了我們稱之為磁陀星的那些，罕見有這種磁場。它們的磁性強度如此之高，以至于它對周圍一切物體的影響程度甚至超過了不可思議的重力。

但是當你把兩者結合到一起，事情就會變得如世界末日般可怕。

中子星小得令人難以置信，同時又有著超高的密度，他能將整個太陽壓縮成一個僅僅幾公里的球。這幅作品描繪了一個中子星與曼哈頓的對比。圖片版權來源：NASA（美國航空航天局）戈達德航天飛行中心。

這些磁場存在于中子星的地殼中，來源于星體內部深處。有時候地殼會移動，類似于地震時的地殼運動，對于中子星來說就叫恒星地震。這種震動所涉及的能量足以撼動你的靈魂。

請記住中子星的重力是地球的10億倍，所以把棉花糖扔到中子星表面釋放的能量和一顆大小適當?shù)暮藦椺尫诺哪芰恳粯佣?。但同時恒星的地殼密度非常高，因此在恒星地震中移動的質量也是巨大的。盡管地殼可能只移動一厘米，但所釋放的地震能量是巨大的，是太陽輸出的數(shù)十億倍，甚至更多。

描繪磁超耀斑的作品，從中子星表面噴發(fā)出來的壯觀的能量。圖片版權來源：NASA(美國航空航天局）/戈達德航天飛行中心

繼而引發(fā)了儲存大量能量磁場的猛烈震動。這些結合在一起導致了一場災難性的能量爆發(fā)：磁超耀斑，這一事件相當于數(shù)千個星系的全部能量輸出。

一股巨大的等離子體從磁星中呼嘯而出，以相當于光速的速度移動。雖然最初的爆發(fā)可能只持續(xù)幾分之一秒，但等離子體仍在持續(xù)發(fā)射出高能輻射，直至其膨脹，冷卻，衰退為止。

至少，這是我們認為正在發(fā)生的事情。細節(jié)有點不清楚。問題的一部分在于，只有很少一部分被觀測到（1998年和2004年發(fā)生的磁超耀斑很難觀測到，因為它們在伽馬射線中過于明亮）。我們希望能從研究NGC253這一事件中獲得一些幫助。

磁陀星非常罕見；在整個銀河系中我們只發(fā)現(xiàn)了29顆，并且其中只有一小部分發(fā)生了這些現(xiàn)象（也許有更多的磁陀星發(fā)生了爆發(fā)，但由于事件過于罕見我們很難觀測到他們。）

在這件事上我有兩種看法。一是他們太過罕見，這件事很糟糕；這些都是引人入勝的事件，可以讓我們對中子星的內部及其磁場有更多的了解。我們知道它們也是快速無線電波爆發(fā)的來源，但我們對此并不太了解，因此找出這種聯(lián)系將是非?？岬?。

另一個看法，它們的稀有性對我們來說是一種幸運。我更希望我們不要看到太多的磁超耀斑！或者即使有，希望他們來自其他星系，沒有人類居住的地方。我認為這是比較合理的。

BY: Phil Plait

FY: fuuin

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