一颗磁星爆出太阳需花10万年产生的能量──只用了0.1秒

距地球约1,300万光年处,一颗致密的磁星猛烈喷发,不到1秒喷出相当于10亿个太阳产生的能量,或说太阳需花10万年才能累计辐射出这股巨大能量。

中子星是宇宙仅次黑洞的极端天体,密度极高,仅一块方糖大小的物质就超过10亿吨,据NASA形容,中子星引力强烈到路过的棉花糖撞击恒星表面都能产生1,000颗氢弹的威力。

而中子星的子类型──磁星,不只比一般中子星更罕见,还是怪物中的怪物,磁场强度是典型中子星1,000倍,即使处于非活动状态,磁星亮度也是太阳的10万倍。只不过天文学家至今发现约3,000个中子星,磁星仅31个(银河系只发现约10颗),大部分都是经历高能量爆发后才被X射线望远镜探测到。

也因此磁星爆发既短暂又不可预测,天体物理学家很难找到并研究,幸运的是,安装于国际空间站的ASIM(Atmosphere-Space Interactions Monitor)仪器,2020年4月15日探测到1,300万光年外螺旋星系的巨大耀斑,来自名为GRB2001415的磁星。

这场耀斑在0.1秒内释放的能量相当于太阳辐射10万年的能量,然而耀斑信号仅持续0.16秒,衰减速度快,西班牙RUVID研究团队花了一年多分析ASIM数据,根据磁星能量输出将事件分为4个阶段,然后测量能量脉冲在峰值时引起的恒星磁场变化。

根据调查结果,研究人员怀疑爆发由破坏磁星外层、所谓的“星震”引起。无论触发因素如何,恒星磁层都会产生阿尔文波──这种波在太阳日冕广为人知,而团队检测到的振荡与阿尔文波作用辐射一致,只是阿尔文波能量迅速被磁星外壳吸收,所以磁重联过程于几毫秒内结束,脉冲也在爆发后3.5毫秒就消失。

发现这场喷发让科学家更理解中子星内部与周围如何产生磁应力,也能进一步探索天文学最神秘的快速电波爆发现象。

新论文发布在《自然》(Nature)期刊。

(首图来源:RUVID)