突如其来的自旋下降事件掀开了磁星的神秘面纱

突如其来的自旋下降事件掀开了磁星的神秘面纱磁星是一种中子星，其特点是具有难以置信的强磁场。据估计，这些磁场比地球的磁场强一万亿倍，使磁星成为宇宙中最具磁性的物体之一。它们发出强烈的X射线和伽马射线，可以持续几分之一秒到几分钟，被认为是由储存在其磁场中的能量释放造成的。此外，磁星也会持续发射低水平的X射线。在接下来的几天里，这颗磁星发出了三次类似于快速射电暴的射电暴，随后是长达一个月的脉冲射电发射，尽管这颗恒星的X射线发射行为没有变化的迹象，也没有观察到强X射线暴的证据。由于自旋突变和来自磁星的无线电信号非常罕见，研究小组表示，这些事件的同步性表明了一种关联，为其起源和触发机制提供了线索。研究人员指出，靠近磁极的等离子体脱落，产生的风影响了恒星的动量和磁场，并产生了触发无线电发射所需的组合。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344133.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344133.htm

磁性决定命运：HD 45166中的Wolf-Rayet如何蜕变成磁星

磁性决定命运：HD45166中的Wolf-Rayet如何蜕变成磁星这幅艺术家印象图显示的是HD45166，这是一颗最近发现的大质量恒星，它拥有43,000高斯的强大磁场，是迄今为止在大质量恒星中发现的最强磁场。从恒星吹出的强烈粒子风被磁场困住，将恒星包裹在气态外壳中，如图所示。图片来源：ESO/L.卡尔卡达磁星是中子星的一种特殊类型，其特点是具有强大的磁场。通常情况下，中子星起源于超新星事件，即一颗大质量恒星的内核坍缩。然而，磁星的起源仍不清楚。有一种理论认为，在超新星爆炸过程中，原恒星大质量内核中磁场的放大可能会导致磁星的形成。然而，在有可能在爆炸后变成中子星的进化恒星中，以前还没有探测到这种强大的磁场。这幅艺术家的印象图展示了几百万年后，HD45166将如何爆炸成一颗非常明亮但能量并不特别高的超新星。在爆炸过程中，它的内核会收缩，困住并集中恒星本已令人生畏的磁场线。资料来源：NOIRLab/AURA/NSF/P.Marenfeld/M.扎马尼HD45166的发现TomarShenar和他的研究小组将目光转向了HD45166，这是一个双星系统，由一颗主序星和一颗热狼射线星伴星组成。Wolf-Rayet星是大质量恒星外露的氦核心，已经失去了外层的氢。申纳尔和他的同事利用加拿大-法国-夏威夷望远镜（Canada-France-HawaiiTelescope）的光谱测量观测数据和其他各种仪器的档案光谱，确定了HD45166的Wolf-Rayet星（Wolf-Rayet）成分的质量相当于2个太阳质量，并拥有43千高斯的巨大磁场。这幅艺术家印象图展示了HD45166内核坍缩后的最终命运，它形成了一颗磁场约为100万亿高斯的中子星--这是宇宙中最强大的磁铁类型。资料来源：NOIRLab/AURA/NSF/P.Marenfeld/M.扎马尼从观测到恒星演化模型研究小组依靠恒星演化模型并整合所获得的数据，推断这颗Wolf-Rayet成分注定会坍缩成一颗中子星。他们的计算表明，在这种内核坍缩过程中，磁通量的保持会放大磁场强度，使其处于磁星的观测范围之内。作者总结说："因此，我们的观测结果和恒星演化模型表明，类似Wolf-Rayet的成分可能是磁星的直接祖先。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380269.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380269.htm

揭开宇宙的神秘面纱：研究人员使用高功率激光器研究磁重联

揭开宇宙的神秘面纱：研究人员使用高功率激光器研究磁重联美国宇航局概念图像实验室的截图："整个太阳系的磁重联"。当反平行的磁场--在这种情况下，在太阳耀斑中发现--发生碰撞、断裂和重新排列时，就会发生磁重联。这个过程产生了一个高能量的爆炸，将粒子抛向太空。资料来源：美国宇航局概念图像实验室粒子和能量在太空中的一个驱动力是一种叫做磁重联的现象。顾名思义，磁重联是指两个反平行的磁场--如两个方向相反的磁场--发生碰撞、断裂，并重新排列。虽然听起来很无害，但它远不是一个平静的过程。"这种现象在宇宙中随处可见，你可以在太阳耀斑或地球的磁层中看到它们。九州大学工程科学学院的助理教授、该研究的第一作者TaichiMorita解释说："当太阳耀斑积累起来，似乎'捏'出一个耀斑时，这就是磁重联。事实上，极光的形成是地球磁场中的磁重联所排出的带电粒子的结果"。尽管它经常发生，但该现象背后的许多机制还是一个谜。目前科学家们正在对其进行研究，例如在美国宇航局的磁层多尺度任务中，通过送入地球磁层的卫星实时研究磁重联。然而，诸如重新连接的速度或来自磁场的能量如何转换和分配给等离子体中的粒子等问题仍然没有得到解释。将卫星送入太空的一个替代方法是使用激光，并人为地产生产生磁重联的等离子弧。然而，如果没有合适的激光强度，产生的等离子体太小而且不稳定，就无法准确地研究这些现象。"拥有所需功率的一个设施是大阪大学的激光工程研究所和他们的GekkoXII激光器。这是一个巨大的12束高功率激光器，可以产生足够稳定的等离子体供我们研究，"Morita解释说。"使用高能激光器研究天体物理现象被称为'激光天体物理学实验'，它是近年来的一种发展方法。"在《物理评论E》上报道的他们的实验中，高功率激光器被用来产生两个具有反平行磁场的等离子体场。然后，研究小组将低能量激光聚焦到等离子体的中心，在那里磁场将相遇，理论上将发生磁重联。"我们基本上是在重现太阳耀斑的动态和条件。尽管如此，通过分析来自低能量激光的光线如何散射，我们可以测量各种参数，包括等离子体温度、速度、离子价、电流和等离子体流速，"Morita继续说道。他们的关键发现之一是记录了磁场交汇处电流的出现和消失，表明磁重联。此外，他们还能够收集关于等离子体加速和加热的数据。该团队计划继续他们的分析，并希望这些类型的"激光天体物理学实验"将更容易被用作研究天体物理现象的替代或补充方式。"这种方法可以用来研究各种东西，如天体物理学冲击波、宇宙射线加速和磁湍流。Morita总结说："这些现象中有许多会损坏和破坏电气设备和人体。"因此，如果我们想成为一个航天种族，我们必须努力了解这些常见的宇宙事件。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339541.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339541.htm

科学家用二维凝聚态物理学揭开中子星的秘密

科学家用二维凝聚态物理学揭开中子星的秘密在致密核物质中，夸克“排列”成一维的，对单维度加时间的计算可以追踪低能量激发如何穿过核物质图片来源：布鲁克海文国家实验室核物质（包括构成原子核的质子和中子的夸克和胶子）的行为极其复杂，在我们这个三维世界中尤其如此。来自凝聚态物理学的数学技术仅考虑一个空间维度（加上时间）的相互作用，极大地简化了这一挑战。利用这种二维方法，科学家们解决了描述低能激发如何在致密核物质系统中产生涟漪的复杂方程。这项工作表明，自然界中存在如此致密核物质的中子星中心可能会以一种意想不到的形式来描述。能够理解二维夸克相互作用为理解中子星（宇宙中最稠密的物质形式）打开了一扇新的窗口。这种方法可以帮助推进当前研究这些奇异恒星的“黄金时代”。研究成功的激增是由宇宙中引力波和电磁发射的最新发现引发的。这项工作表明，对于低能量激发，三维夸克相互作用的所有复杂性都会消失。这些低能激发是中子星发射辐射或其自身旋转磁场引发的轻微扰动。这种方法还可以与重离子碰撞中产生的密度较低但温度更高的核物质中的夸克相互作用进行新的比较。现代原子核理论，称为量子色动力学涉及受强核力束缚的夸克，这种由胶子携带的力将夸克限制在核子（质子和中子）中。当核物质的密度增加时，就像中子星内部一样，致密系统的行为更像是夸克团，各个核子之间没有清晰的边界。在这种状态下，系统边缘的夸克仍然受到强力的限制，因为球形系统一侧的夸克与另一侧的夸克相互作用强烈。布鲁克海文国家实验室研究人员的这项工作利用这种强相互作用的一维性质以及时间维度来解决系统边缘附近低能量激发的行为。这些低能量模式就像自由、无质量的玻色子的模式一样——在凝聚态物质中被称为“路廷格液体”。这种方法允许科学家计算任意给定密度下的路廷格液体的参数。它将提高他们探索预计在中子星内极端密度下发生的定性新现象的能力，其中核物质的行为与普通核中的完全不同，并将其与中子星中产生的更热（万亿度）的致密核物质进行比较。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368165.htm

磁星"星震"可能是来自太空的神秘无线电信号的源头

磁星"星震"可能是来自太空的神秘无线电信号的源头自2007年首次发现以来，人类已经探测到数千次FRB，有些是一次性事件，有些则在可预测或随机的时间范围内重复出现。艺术家描绘的磁星，它是快速射电暴之谜的主要嫌疑人欧空局究竟是什么导致了这些事件的发生仍然是个谜，但由于现在记录在案的FRB数量如此之多，天文学家们已经能够做出一些有根据的猜测。其中一些被追溯到中子星--大质量恒星坍缩的内核--特别是那些具有极强磁场的中子星，即磁星。即便如此，我们仍然很难解释这些天体是如何产生信号的。但现在我们可能更接近答案了。东京大学的科学家们分析了来自重复源的数千个FRB的时间-能量相关性，并将它们与其他高能事件进行了比较。太阳耀斑一直是一种有力的解释，但有趣的是，研究小组发现这些耀斑与FRB之间存在明显差异。然而，FRB和地震之间却有惊人的相似之处。"首先，单一事件发生余震的概率为10%-50%，"该研究的共同作者TomonoriTotani教授说。"其次，余震发生率随着时间的推移而降低，为时间的幂次；第三，即使FRB-地震活动（平均发生率）发生显著变化，余震发生率也始终保持不变；第四，主震和余震的能量之间没有相关性。"那么，对于我们这些不精通统计分析的人来说，这一切意味着什么呢？研究小组说，这些发现表明，FRB可能不是由中子星的耀斑产生的，而是由"星震"产生的，"星震"会突然释放出巨大的能量。更奇怪的是，有些中子星可能真的有坚固的外壳供这些地震发生--最近对磁星的X射线观测支持了这一假设。当然，这种奇怪的假设还需要更多的研究来证实或排除。由于经常发生如此多的FRB，因此不乏数据可供研究。这项研究发表在《皇家天文学会月刊》（MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390513.htm

科学家发现了一个具有固体表面的磁化死星

科学家发现了一个具有固体表面的磁化死星艺术家的印象图显示了Westerlund1.星团中的一颗磁星IXPE是美国国家航空航天局和意大利航天局之间的一项合作，它允许科学家通过测量X射线的偏振，也就是光波的振荡方向来检查太空中的X射线。该小组研究了磁星4U0142+61，它位于仙后座，距地球约13000光年。磁星是中子星-大质量恒星坍缩后的残余核心，它们在生命的最后阶段会形成超新星爆炸。与其他中子星不同，它们有一个巨大的磁场--宇宙中最强大的磁场，并发出明亮的X射线，并显示出不稳定的活动期，在短短一秒钟内释放出的能量比我们的太阳一年所释放的能量大几百万倍，这被认为是由其超强的磁场驱动的，比标准中子星强100到1000倍。研究小组发现，如果X射线穿过大气层，那么偏振光的比例要比预期的低得多。(偏振光是指晃动都在同一方向的光--也就是说，电场只以一种方式振动。大气层就像一个过滤器，只选择光的一种偏振状态）。研究小组还发现，对于能量较高的光粒子来说，与能量较低的光相比，偏振角--摆动--正好翻转了90度，这与理论模型预测的一样，如果恒星有一个固体外壳，周围有一个充满电流的外部磁层。共同第一作者、IXPE科学小组的成员SilviaZane教授（UCLMullard空间科学实验室）说。"这完全出乎意料，之前我确信会有一个大气层，而这颗恒星的气体已经达到了一个临界点，并以类似于水可能变成冰的方式变成了固体，这是该恒星难以置信的强磁场带来结果。但是，与水一样，温度也是一个因素--更热的气体将需要更强的磁场才能变成固体。下一步工作是观察具有类似磁场的更热的中子星，以研究温度和磁场之间的相互作用如何影响恒星表面的特性。"主要作者、帕多瓦大学的罗伯托-塔维纳博士说。"我们能观察到的最令人兴奋的特征是偏振方向随能量的变化，偏振角正好摆动90度。这与理论模型的预测一致，证实了磁星确实被赋予了超强的磁场。"量子理论预测，在强磁化环境中传播的光在两个方向上被极化，即平行和垂直于磁场。观察到的偏振的数量和方向带有磁场结构和中子星附近物质的物理状态的印记，提供了其他方式无法获得的信息。在高能量下，与磁场垂直偏振的光子（光的粒子）预计将占主导地位，从而导致观察到的90度偏振摆动。来自帕多瓦大学的RobertoTurolla教授，也是UCLMullard空间科学实验室的名誉教授说："低能量下的极化告诉我们，磁场很可能强大到将恒星周围的大气变成固体或液体，这种现象被称为磁凝结。"该恒星的固体外壳被认为是由离子的晶格组成的，被磁场固定在一起。原子不会是球形的，而是在磁场的方向上拉长的。磁星和其他中子星是否有大气层仍然是一个有争议的话题。然而，这篇新论文是对中子星的首次观察，其中固体外壳是一个可靠的解释。英属哥伦比亚大学（UBC）的杰里米-海尔教授补充说："同样值得注意的是，包括量子电动力学效应，正如我们在理论建模中所做的那样，得到的结果与IXPE的观测结果相一致。尽管如此，我们也在研究解释IXPE数据的替代模型，对于这些模型仍然缺乏适当的数字模拟。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337229.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337229.htm