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天文奇觀:超強磁性中子星周圍的風星雲

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【大紀元2016年06月22日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)天文學家首次發現宇宙中磁性最強的中子星周圍存在的風星雲,為瞭解宇宙最強的磁鐵爆發歷史打開一個新視野。

磁性超強的中子星相當於宇宙中磁力最強的磁鐵,而風星雲就是由高能粒子組成的巨大雲狀物質。據美國航空航天局6月22日發布的消息,科學家是在觀測中子星J1834.9-0846時發現這一奇特的天文現象,其周圍的風星雲有15光年寬。

J1834.9-0846位於約1.3萬光年遠的盾牌座(Scutum),該星座正對向對銀河系的中心。2011年8月7日,科學家使用雨燕衛星(Swift)觀測到短暫的X射線爆發,之後確定J1834.9-0846是一顆磁星,即磁場強度極大的中子星。

喬治華盛頓大學(George Washington University)的哥倫比亞藝術及科學院物理系教授克利沙.高利奧朵(Chryssa Kouveliotou)說:「對我來說最有趣的問題是,為甚麼只有這顆磁星有星雲?一旦我們知道了答案,我們也許能夠明白形成磁星以及普通脈衝星的原因。」

中子星和曼哈頓島之間的大小比較。(NASA's Goddard Space Flight Center)
中子星和曼哈頓島之間的大小比較。(NASA’s Goddard Space Flight Center)

目前,天文學家已經知道2600顆中子星,其中只有29顆屬於磁星極強的磁星。一般來說,中子星的磁場強度可以是地球的1000億~10兆億倍。中子星的極強磁場是尚未解開的天文謎團之一。

報導說,中子星的性質之特殊超出我們常規的概念。比如,一顆中子星的密度相當於五十萬個地球壓縮成紐約曼哈頓島長度(20公里)圓球。

中子星是一種最常見的脈衝星,可向周圍空間定期地發射可見光以及各種不可見光如無線電波、X射線和伽馬射線等。只有當脈衝星放射物質的方向恰好對向我們地球時,天文學家才能有幸探測脈衝信息。

另外,中子星周圍的粒子具有高能量,或者說粒子的運動速度極高,有時接近光速。而且,粒子數量極大,形成雲狀的物質,因此成為粒子雲。也就說,中子星周圍的星雲物質中含有極其豐富的高能粒子,而這些粒子的能量部份來自於中子星磁場的作用。

橫跨11光年的蟹狀星雲。圖片攝於1999年底和2000年初。[NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)]
橫跨11光年的蟹狀星雲。圖片攝於1999年底和2000年初。[NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)]
最有名的風星雲是蟹狀星雲,位於約6500光年遠的金牛座(Taurus)。在星雲中心有高速帶電粒子如電子,它們以接近光速運動。天文學家在射電望遠鏡下觀測,能看到這些星雲發出藍色的光芒。

該研究論文將在《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)發表。

責任編輯:黃小渝

 

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2016-06-22 11:06 AM
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