磁星

中子星的一种
磁星(magnetar,又译磁陀星)是宇宙中一类具有超强(可达1014-1015高斯)磁场的年轻中子星,其磁场强度是目前[a]地面实验室所能获得的最强磁场的上亿倍。磁星有超高的自转速度,每秒可自转几百上千周,由于高速自转,即使磁星的质量超过中子星质量上限,其离心力也能帮助它短期抗衡强大的引力而不会进一步塌缩成黑洞。磁星具有强引力,能快速吸入抛出物质,并在两极方向产生一个只持续几秒的超高速喷流。[1][2]
早在20世纪90年代初,科学家提出了磁星的设想,之后磁星逐渐被学界广泛接受,并用于解释一些特殊类型的中子星。[1]2003年,天马望远镜团队发现磁星XTE J1810-197,是第一颗被探测到射电波段辐射的磁星。2008年底,磁星XTE J1810-197进入射电沉寂期,直至2018年12月才再次被探测到射电辐射。从2019年1月开始,天马望远镜团队对XTE J1810-197开展了900余天的2.25/8.60 GHz双频同时观测研究。[2]
磁星辐射多变,其不同频率脉冲辐射被认为来自不同的高度区域。脉冲轮廓形状是磁星辐射区结构、强弱情况的直观反映。为提高观测信噪比,天文学家通过叠加成千上万个脉冲的办法获得磁星的平均脉冲,其轮廓形状可以更加清晰地反映辐射区的宏观结构。[2]
截至2024年,天文学家仅发现了32颗磁星及其候选体,其中仅有6颗在射电波段被探测到周期性脉冲辐射,相比于已发现的3500余颗射电脉冲星样本,其数量可谓极其稀少。和通常脉冲星相比,磁星表现出剧烈的高能辐射、多变的平均轮廓、不稳定的自转等特性。由于磁星奇特的观测特性和物理特性,磁星观测研究对探究中子星演化、揭示快速射电暴辐射等一系列科学问题均具有重要意义,因而被各大天文望远镜作为重要观测目标。[2]

概述