1.

　　對(duì)于我們而言，夜空中那些閃爍的繁星似乎是永恒存在的。然而，就像地球上的生命一樣，恒星也有其生命周期。那些比太陽(yáng)質(zhì)量大 8 倍的恒星，會(huì)在超新星爆炸中結(jié)束生命，并留下兩個(gè)產(chǎn)物：中子星(質(zhì)量更大的會(huì)形成黑洞)和超新星遺跡。由于這兩個(gè)物體都有一個(gè)共同的起源，并且是在一次爆炸中產(chǎn)生的，因此一同研究它們將有助于更好地理解這些物體及其起源。

　　中子星隱藏著許多的秘密，它們并非都一樣，有的中子星非常難以描述。有一些中子星具有很強(qiáng)的磁場(chǎng)，被稱(chēng)為脈沖星，會(huì)向空中釋放出強(qiáng)烈的光束。有的則擁有比正常高出很多倍的磁場(chǎng)——是太陽(yáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的千萬(wàn)億倍。這些高度磁化的中子星會(huì)釋放出無(wú)可估量的X射線和伽馬射線，它們就是磁星。目前，天文學(xué)家在銀河系、大麥哲倫星系、小麥哲倫星系中發(fā)現(xiàn)了大約 30 個(gè)磁星和磁星的候選。

　　一直以來(lái)，研究人員都在為這些磁場(chǎng)是如何形成而苦思冥想，爭(zhēng)論不休。最近，一項(xiàng)關(guān)于磁星的新研究所得到的結(jié)果似乎可以將一個(gè)廣受支持的理論排除在外。

　　2.

　　一開(kāi)始，天文學(xué)家認(rèn)為磁星是在超新星爆發(fā)的過(guò)程中獲得磁場(chǎng)的。當(dāng)一顆中子星在最初形成時(shí)，如果它開(kāi)始以每秒 1000 轉(zhuǎn)的速度快速地旋轉(zhuǎn)，那么它就有可能引發(fā)劇烈的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，從而在一種所謂的“發(fā)電機(jī)效應(yīng)”下放大磁場(chǎng)。

　　多年來(lái)，也有其他機(jī)制被相繼提出，但發(fā)電機(jī)模型仍然是最受歡迎的。2006 年，天體物理學(xué)家Jacco Vink將產(chǎn)生磁星的爆炸與產(chǎn)生普通中子星的爆炸進(jìn)行了比較。他發(fā)現(xiàn)這兩種超新星爆炸所釋放的能量規(guī)模差不多，而根據(jù)發(fā)電機(jī)模型的預(yù)測(cè)，產(chǎn)生磁星的爆炸應(yīng)該比典型的超新星爆炸能量更高。Vink 的這一發(fā)現(xiàn)讓一些科學(xué)家倍感驚訝。

　　如果事實(shí)真如 Vink 所發(fā)現(xiàn)的那樣，那么發(fā)電機(jī)模型就無(wú)法解釋磁星的產(chǎn)生。那還有怎樣的過(guò)程可能產(chǎn)生磁星呢?另一個(gè)主要的觀點(diǎn)認(rèn)為，并非所有的普通恒星都具有相同的磁場(chǎng)強(qiáng)度，也許磁星只是那些本身就具有特別強(qiáng)的磁場(chǎng)的恒星所遺留下的最終產(chǎn)物。天體物理學(xué)家稱(chēng)之為“化石場(chǎng)”模型，即磁星的磁場(chǎng)是原恒星磁場(chǎng)的遺跡，或者說(shuō)是化石。

　　然而，這些都只能算是合理的想法，天體物理學(xué)家們卻無(wú)法確認(rèn)它們的正確性。

　　3.

　　最近，阿姆斯特丹大學(xué)天體物理學(xué)家Ping Zhou與 Vink 等人進(jìn)行了一項(xiàng)新的研究，他們通過(guò)分析最初產(chǎn)生磁星的超新星遺跡，來(lái)確定磁星與其他的差異。

　　如果一顆磁場(chǎng)超大的大質(zhì)量恒星坍縮，它的超新星看起來(lái)應(yīng)與普通超新星差不多。但是，通過(guò)發(fā)電機(jī)效應(yīng)產(chǎn)生的磁星應(yīng)該來(lái)自超大質(zhì)量的恒星。這些巨型恒星會(huì)產(chǎn)生具有獨(dú)特元素特征的超新星遺跡。

超新星殘骸 R103 的中心是一顆磁星

　　研究人員先從 10 個(gè)已知包含磁星的超新星遺跡開(kāi)始。他們檢查了其中能發(fā)射出足夠的X射線輻射的 3 顆星體，對(duì)它們的輻射進(jìn)行了詳細(xì)的分析。接著，研究小組將每一顆超新星殘骸分割成小塊，明亮區(qū)域的被分成更小的塊(因?yàn)檫@些區(qū)域會(huì)釋放出大量輻射)，以此最大化從中能獲得的細(xì)節(jié);較暗的區(qū)域被分成較大的塊。

　　研究小組從每一塊都提取出那里的氣體元素的構(gòu)成信息，這種方法使它們得到了一幅關(guān)于超新星殘骸組成的更精確圖像。據(jù)他們估計(jì)，這些超新星來(lái)自于質(zhì)量是太陽(yáng) 10 到 20 倍的恒星——這意味著它們的質(zhì)量比發(fā)電機(jī)模型所預(yù)測(cè)的產(chǎn)生磁星所需的質(zhì)量要小得多。

　　他們還發(fā)現(xiàn)，這些超新星的能量與典型的超新星相似，并沒(méi)有如發(fā)電機(jī)模型預(yù)測(cè)的那樣更高。有天體物理學(xué)家認(rèn)為，Zhou 和 Vink 的發(fā)現(xiàn)為支持化石場(chǎng)模型提供了一個(gè)很好的故事。

　　4.

　　雖然就目前證據(jù)來(lái)看，發(fā)電機(jī)模型似乎已徘徊在“出局”的邊緣，但研究人員慎重地表示，這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。Zhou 指出，雖然他們的發(fā)現(xiàn)更多地支持了化石場(chǎng)模型，但這并不代表他們已經(jīng)確認(rèn)可以排除發(fā)電機(jī)模型。其中一個(gè)挑戰(zhàn)便是樣本不足，天文學(xué)家只知道 10 個(gè)有超新星遺跡的磁星，而這其中又只有 3 個(gè)具有足夠的亮度可供詳細(xì)研究。

　　即使研究人員最終確定化石場(chǎng)模型可以解釋磁星的產(chǎn)生機(jī)制，這個(gè)故事也仍不完整。到那時(shí)，關(guān)于磁星的另一個(gè)問(wèn)題又會(huì)應(yīng)運(yùn)而生：為什么有的普通恒星可以擁有極高的磁場(chǎng)?而關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，類(lèi)似的爭(zhēng)論也在繼續(xù)……
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