
(圖片來源:Roun Sreylak/stock.adobe.com)
在動輒以百萬、千萬甚至數十億年計算的宇宙裡,240歲幾乎是一個剛剛誕生的年紀。2020年,天文學家發現了一顆極為特殊的中子星,Swift J1818.0−1607。它不僅年輕,還擁有極其強大的磁場,是一種被稱為「磁星」的特殊天體。
宇宙中的新生兒
天文學家平時面對的是一個充滿漫長時間尺度的宇宙,一顆恆星可能存在數百萬年甚至更久,宇宙中的許多天體已經歷數十億年的變化,因此一個天體的年齡只有數百年時,它在宇宙尺度下幾乎就像剛出生一般。
Swift J1818.0−1607這顆中子星於2020年3月12日被美國太空總署的尼爾・格雷爾斯・斯威夫特天文台發現。當時,它突然釋放出大量X射線,引起天文學家的注意。後續由歐洲太空總署的XMM-牛頓天文台,以及美國太空總署的NuSTAR望遠鏡進行觀測,逐漸揭露出這顆天體不同尋常的特徵。
研究估計,它的年齡大約只有240年。如果這個年齡估計獲得確認,那麼形成它的恆星爆炸發出的光,大約在喬治・華盛頓成為美國第一任總統的時期抵達地球。
一顆小得驚人的極端天體
Swift J1818.0−1607屬於中子星,這類天體是大質量恆星經歷超新星爆發後留下的極端緻密星體,也是宇宙中最緻密的天體之一,它們的體積小得令人難以想像。
中子星的直徑通常只有15至30公里,卻可以擁有極其巨大的質量。Swift J1818.0−1607的質量大約為太陽的兩倍,體積卻遠遠小於太陽。在如此極端的環境下,物質被壓縮到難以想像的程度,以一茶匙中子星物質作為比喻,其重量可相當於地球上的40億噸。
宇宙最強磁場之一
Swift J1818.0−1607是一顆磁星,磁星是一類具有極強磁場的中子星,Swift J1818.0−1607的磁場強度約為普通中子星的1000倍,比人類製造的最強磁鐵強1億倍。
在這樣的磁場之下,這顆小小的天體卻能釋放出巨大的能量。目前已知的中子星超過3000顆,但當時確認的磁星只有31顆,而Swift J1818.0−1607被認為可能是其中最年輕的一顆。它的稀有程度,也讓這個「宇宙嬰兒」顯得格外特殊。
突然爆發的X射線
天文學家發現Swift J1818.0−1607時,它正在經歷一次強烈的X射線爆發。斯威夫特衛星偵測到的X射線亮度,至少比它平常的狀態高出10倍。磁星的爆發並不是永遠維持在同樣強度,這類事件通常會先在數天或數週內突然變亮,之後再經過數月或數年逐漸減弱,最後回到比較正常的亮度,因此想要捕捉磁星爆發最明亮的時刻,需要相當迅速地進行觀測。
這一次,天文學家及時注意到了這個遙遠天體的異常變化,這場突然出現的宇宙閃光,也讓人類得以觀察到一顆極年輕磁星呈現出的狀態。
不只會發出X射線
磁星的光並不只有X射線,它們同樣能釋放強烈的伽瑪射線爆發。伽瑪射線是宇宙中能量最高的光,而磁星的劇烈爆發甚至可能在極其遙遠的距離被觀測到。
另一方面,磁星也可能發出相對穩定的無線電波束。Swift J1818.0−1607是已知同時具有磁星與射電脈衝星特徵的少數天體之一。當時已知的磁星中,只有5顆同時被確認具有這類無線電波束,這讓它顯得更加罕見。
同一個天體,同時展現出強烈磁場、X射線爆發,以及無線電波束等不同特徵,彷彿將中子星世界中幾種極端現象集中在了一起。
一個距離地球不算太遠的宇宙嬰兒
Swift J1818.0−1607位於人馬座,距離地球大約1.6萬光年。這對人類而言依然是一個難以想像的距離,但在浩瀚宇宙中,它又算是相對接近的年輕磁星。我們現在看到的光,其實已經經過了長達1.6萬年的旅程。也就是說,人類在2020年觀測到Swift J1818.0−1607時,看見的不是它「現在」的樣子,而是它大約1.6萬年前發出的光。
責任編輯:星躍
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