NASA X射線望遠鏡捕捉到超磁性死星驚人脾氣發作

利用美國國家航空航天局的成像X射線偏振探測器（IXPE）航天器，天文學家對一顆高度磁化的死星或“磁星”進行了詳細觀察，當它發出強烈的爆發時。

這些觀察標誌着這是首次在“爆發”或“激活階段”期間測量到來自磁星的X射線偏振，磁星是已知宇宙中擁有最強磁場的中子星。

被IXPE觀察到的爆發磁星被稱爲1E 1841-045，這是一顆位於地球約28,000光年外的中子星，位於被稱爲Kes 73的超新星殘骸中，當它在2024年8月20日重新活躍時，令天文學家大爲震驚。

團隊負責人、國家天體物理研究所（INAF）研究員Michela Rigoselli表示：‘這是我們第一次能夠觀察到處於活躍狀態的磁星的偏振，這讓我們能夠更好地理解這些活躍狀態背後的發射機制和幾何結構。’

“現在觀察 1E 1841-045 一旦恢復到靜止狀態，以監測其偏振特性的演變將會很有趣。”

與所有中子星一樣，磁星的形成始於質量是太陽十倍或更大恆星的生命耗盡了核聚變燃料。這結束了這些恆星核心向外輻射壓力的產生，這種壓力在數百萬年中支撐着它們抵禦自身重力的向內壓力。

因此，這些巨大恆星的核心迅速崩潰，產生衝擊波，波及恆星的外層，觸發巨大的超新星爆炸，將這些恆星的大部分質量拋向太空，形成像 Kes 73 這樣的殘骸區域。

剩下的就是恆星的核心，壓縮到大約12英里（約20公里）寬，但質量在太陽的1到2倍之間。這使得填充在中子星中的物質變得極其密集，以至於如果將一茶匙的這種物質帶到地球上，它的重量將達到1000萬噸左右，相當於85,000只成年藍鯨。

恆星核心崩潰產生中子星的另一個結果是該星的磁場線被壓縮在一起。磁場線越靠近，磁場就越強大。因此，中子星擁有已知宇宙中最強的磁場。

磁星將這一現象推向極端，其磁場強度是地球磁層的高達1萬億倍。這些星周圍的磁環境與宇宙中其他地方的環境截然不同，遠遠超出我們在地球上能產生的任何東西。

天文學家可以通過測量從磁星發出的光的有序排列或“偏振”來獲取關於這些磁場及其周圍環境的線索。

當磁星處於活躍爆發階段時，它們及其周圍的現象變得更加極端。在這種情況下，磁星釋放的能量可以達到它們在靜止期時的1,000倍。

不過，天文學家對如何增加這種能量輸出的機制仍然不太清楚。像這樣的觀察可能會幫助我們更好地理解這個問題。

這個團隊發現，來自 1E 1841-045 的 X 射線極化程度逐漸增強。然而，不過，儘管能量水平逐漸增加，X射線的極化角卻始終保持不變。

他們推測，這意味着發射源的成分之間在某種程度上是相互關聯的。此外，最高能量的成分最難以捉摸和研究，且受到磁星磁場的強烈影響。

這個團隊的研究成果在5月28日（週三）發表在 《天體物理學雜誌快報》 上。