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标 题[摘录]天文学家首度直接测量到中子星的磁场强度
发信站铭传筑梦别境 (Fri Jun 13 23:31:52 2003)
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一群欧洲的天文学家利用欧洲太空总署(ESA)发射之XMM-牛顿 X射线天文台(XMM-Newton
X-ray Observatory)首次「直接」测量一颗中子星的磁场强度,使天文学家终於得以进一
步探测中子星上的极端物理状况,但同时却衍生出一些关於恒星生命终点的谜题。XMM-牛
顿 X射线天文台为一部置放於太空当中的人造卫星,1999年12月10日发射升空,上载号称
目前全世界最精密、最灵敏的X射线侦测仪器。
中子星通常是大质量恒星经由超新星爆炸而形成,爆炸时外层物质被抛入太空中,而核心
的部分则塌缩成密度、温度与磁场强度都非常高的致密球体,且自转速率快达一秒内便可
自转几圈到几百圈。虽然天文学家常常讲到「中子星」这个名词,但对中子星的性质仍是
一知半解,猜测性质较多。据估计,银河系中英至少有上亿颗中子星,但天文学家目前利
用无线电波研究只找到约1400颗左右;利用电波研究中子星的理由,是因为虽然中子星刚
诞生时非常炽热,但虽时间会快速地冷却,因此大多的中子辐射都在电波波段,且呈现脉
冲形式,只有少数中子星可辐射高能的X射线,数量约在50颗左右;也正基於此因,利用X
射线望远镜可观察到的中子星数量便不多,其中一颗编号为1E1207.4-5209(下图中央黄色
的星星)。
Giovanni Bignami(CESR)等天文学家利用XMM牛顿X射线天文台,经72小时长时间观测1E1
207.4-5209,终於直接量测到1E1207.4-5209的磁场强度。由於以前相关的中子星磁场强度
研究,都是利用理论预测的大质量恒星重力塌缩後可能会有的磁场强度,或是藉由电波观
测到的中子星自转速度减缓速率等间接方式估算出来的,因此 Giovanni Bignami等人的研
究是第一次直接测量到「单一」中子星的磁场强度,对天文学家来说,意义重大。
用自转速率减缓的方法估算磁场强度的理由,是因为天文学家认为中子星的磁场会与周围
物质有交互作用,因此就像有「摩擦力」一样,使得中子星的自转速度慢慢减慢。不过,
Giovanni Bignami等人量出的磁场强度仅为上述理论值的1/30,因此,必定是有其他力量
使中子星自转速度减缓,而非磁场的关系。例如:超新星爆炸时的残骸或许会在中子星周
遭形成一个小小的尘埃盘,尘埃盘中的物质与中子星之间的重力交互作用与摩擦力或许便
是使中子星自转速度减缓的主因。
然而,1E1207.4-5209的情况究竟是中子星的常态或是特例,Giovanni Bignami等人也不敢
妄下断语,因此他们将继续利用XMM-牛顿X射线天文台研究其他可辐射出X射线的中子星,
以便回答这个新发现衍生出的新问题。Giovanni Bignami等人的研究结果发表在2003年6月
11日出刊的自然(Nature)杂志中。
参考资料来源:
http://sci.esa.int/content/news/index.cfm?aid=1&cid=1&oid=32406
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