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宇宙中的“杀人魔”

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  看了标题,也许你第一时间想到的是黑洞,但其实,宇宙中还存在许多比黑洞更危险的天体,其中之一就是我们今天的主角——磁星。

  与磁星不期而遇

  20世纪60年代,美国国防部发射了一系列名为Vela的卫星,以监测苏联是否有违反禁止核试验条约的行为:如果苏联人进行了核弹试验,核弹将释放出大量的伽马射线,Vela卫星可以从太空中看到这些伽马射线。Vela卫星确实发现了许多伽马射线,可是它们的来源与想象中并不相同——它们不是来自地面,而是来自太空。这些伽马射线与英国天文学家乔瑟琳·贝尔发现的脉冲信号有同样的规律:它们随着周期变化而忽强忽弱。

  这是什么怪异的新型天体呢?美国天文学家托马斯·戈尔德提出了一个猜想,这些新恒星可能是快速自转的中子星。中子星指的是质量巨大的恒星演化至生命周期终末,经过超新星爆发后留下的高密度天体,衰老垂死的恒星会在引力的作用下发生猛烈地坍缩,原本处在原子核外的电子会被挤压进入核内,并入质子当中转化为中子,当所有原子都被挤压成中子后便形成了中子星。

  当中子星首次从超新星残骸中出现时,它的温度将达到1000万摄氏度到2000万摄氏度。在这样的高温下,中子表现得像液体一样,允许剩余的电子和质子在“中子湖”中自由游荡。如果中子星自转速度足够快,快速旋转、对流和自由移动的电子和质子会变成一台巨大的发电机,不断产生持续的电流,电流会产生磁场。因此,中子星拥有强大的磁场。

  而磁星就是一种磁场极强的中子星,其磁场强度最高甚至可以达到1000亿特斯拉,相比之下,地球的磁场在两极也只有7×10-5特斯拉。同时,磁星还会发生星震现象,其外壳因为承受不住超强磁场的摧残而破裂,并且伴有强烈的X射线和伽马射线,这就是伽马射线暴的来源。Vela卫星发现的天体就是磁星。

  可怕的隐藏杀手

  自Vela卫星首次发现磁星后,很多科学家都加入到寻找磁星的行列中来,迄今已经找到了25颗磁星。据估计,在一颗能够变成中子星的大质量恒星发生超新星爆发后,成为磁星的概率只有10%,而且磁星的寿命很短,大约只有1万年,等到人们发现它的时候,也许它已经死去,所以,科学家们一直对磁星知之甚少。但是,对磁星深入研究是十分必要的,因为它可能比所有已知的天体都还要危险,其危险性甚至超过黑洞。

  我们已经知道,磁星的磁场是目前已发现的物质中最强的,磁星的磁场比地球强100亿倍,比人类所能制造出的最强磁场强10亿倍。科学家估计,如果一颗磁星位于地球20万千米外(即地月距离的一半),人们手中的银行卡会被磁星强大的磁场消磁,而如果这颗磁星与我们的距离只有1000千米,我们将瞬间分解成碎片。

  组成人体的物质原子是由带正电的质子和带负电的电子组成的,在弱磁场中,质子和电子受到的作用力很小,不会表现出明显区别,但在强磁场中,电子和质子的表现将截然不同:电性相反的两种粒子将受到方向相反的作用力,从而快速往相反方向运动,将球状的原子拉长成一根根无限延伸的面条。随着原子变成面条,它将再也无法维持原有结构,原子用来将自己粘合在一起形成复杂分子的所有化学键也将遭到破坏——于是我们分解成了碎片。

  磁星的磁场只是杀死我们的一种方式,它还有许多方法杀人于无形:磁星的表面温度接近2000万度,足以产生大量的X射线辐射,再加上磁场使其周围的粒子以接近光速的速度运动,这些高能粒子通过撞击给周围的光子提供能量,将它们变成更多的X射线,这些X射线比太阳辐射还要强烈得多;不定时的伽马射线暴也需要防范,极端的磁场压垮了磁星的地壳,为了减轻巨大的压力,磁星发生星震,一下子释放出储存在磁场中的大量能量,这就是伽马射线暴,可想而知其中所蕴含的破坏力有多大。

  值得庆幸的是,我们至今未在磁星能够对地球造成影响的地方发现磁星,但是未来地球和人类仍然能有这样的好运气吗?一切还需要更多的研究。

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