最大的恒星死亡时将变成最强的磁星

天文常有科学上的「极端」情况出现，例如：最大、最热、最重...等等，现在又多了一项—美国史密松恩天文物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）天文物理学家Bryan Gaensler等人，宣布他们找到两个有关连的极端情形：宇宙中最大的恒星死亡时，往往会形成最强的磁星（magnetar）。磁星在1998年发现后，天文学家一直无法解释为何它们的磁场会如此强大，现在看来似乎有答案了。

Gaensler等人是利用CSIRO的澳洲望远镜小型阵列（Australia Telescope Compact Array）和64米的帕克电波望远镜（Parkes radio telescope）来进行观测研究。相关论文将发表在近期的天文物理期刊快讯（The Astrophysical Journal Letters）中。

严格来说，磁星应该属于中子星的一种，当大质量恒星死亡时，其核心塌缩成大小仅有台北市的直径（约10～20公里），但质量却与太阳相当，因此其密度非常大。然而，磁星的磁场强度比地球平均磁场强了一千兆倍以上（1,000,000,000,000,000倍），科学家举例来说：如果有颗磁星位在地球到月亮中间，则其磁场强度足以将地球上所有的信用卡瞬间消磁！而且，磁星会爆发高能X射线和伽玛射线（所有电磁波中能量最高的），一般的波霎（中子星）则只会发射低能电波。

到目前为止，天文学家总共只发现了10颗磁星，波霎则有1500颗以上。不过，无论是磁星或波霎，都是在超新星残骸附近发现的。因此，天文学家开始质疑：为何它们是在类似的区域、经由类似的途径诞生，但特性却会差这么多？先前有研究指出：未发生超新星爆炸前的恒星原始质量，或许是这个问题的关键所在（Eikenberry et al (2004) and Figer et al (2005)）。

天文学家一直认为：大质量恒星死亡时会形成黑洞，但根据近年来的观测研究显示：某些大质量恒星在接近生命末期时，质量流失速率非常快，因而在可能发生超新星爆炸前，质量已流失至只能形成波霎。这些流失的质量向外流动形成「恒星风」，如同太阳风一样，只是强度强多了。为了测试这个想法的正确性，Gaensler等人研究一颗位在船底座、离地球约9000光年的磁星1E 1048.1-5937。经由这颗磁星周围的中性氢气性质与分布状况，Gaensler等人发现磁星周围存有一个非常明显的空洞，可能是1E 1048.1-5937前身的强烈恒星风造成的，由此估计1E 1048.1-5937前身的恒星质量高达30～40倍太阳质量。上图长宽为110光年X75光年，红色显示中性氢气的分布（Australia Telescope Compact Array和帕克电波望远镜观测结果），蓝色族代表钱卓X射线观测卫星（Chandra X-ray Observatory）拍摄的磁星影像。

另一个波霎与中子星互异的线索是中子星刚形成时的自转速率有多快。Gaensler等人认为：大质量恒星所形成的中子星，自转速度高达每秒500～1000周，这么快的自转速度将使得中子星产生非常强的磁场而变成磁星。「正常的」中子星诞生时的自转速率只有每秒50～100周，因此所制造的磁场强度只有磁星的1/1000。

如果磁星真的是从大质量恒星演变而来，那么天文学家便可预估磁星相较一般波霎的诞生率。Gaensler等人估计：磁星的诞生率只有一般波霎的1/10；而且由于磁星的寿命通常很短，因此现在已知的10颗磁星，或许就几乎是现今存在的全部磁星了。

出处来源：http://www.tam.gov.tw/news/2005/200501/05013002.htm

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