一颗强磁性中子星正在我们的银河系中游荡。天文学家利用美国宇航局（NASA ）的哈勃太空望远镜追踪了一颗罕见且快速移动的磁星——SGR 0501+4516——它正在银河系中飞驰。它的起源尚不清楚，但根据目前的数据，它可能是迄今为止最有力的证据，证明这颗磁星并非由超新星爆炸形成（大多数磁星被认为是由超新星爆炸形成的）。
我们银河系中已知仅存在约30颗磁星。这些不寻常的天体是一种中子星——大质量恒星死亡后留下的超致密核心。磁星的独特之处在于它们拥有极其强大的磁场，其强度可达地球磁场的万亿倍。
如果有人进入距离月球一半的范围内，它的磁场强度足以抹去地球上所有信用卡的磁条信息。而如果有人进入600英里以内，磁星的强大力量甚至会撕裂他们体内的原子。
这是艺术家对磁星的印象图，磁星是一种特殊的中子星，拥有极强的磁场。中子星是宇宙中最致密、最极端的天体之一。这些恒星通常将超过太阳质量的中子聚集在一个直径约12英里的球体中。图中的中子星呈白蓝色球体。磁场则呈现为从其极地区域流出的细丝状。图片来源：ESA
利用美国宇航局的哈勃太空望远镜，天文学家追踪了一颗罕见的快速移动磁星，它名为SGR 0501+4516，正在穿越银河系。这颗磁星之所以格外引人注目，是因为它神秘的起源。与大多数被认为形成于超新星爆炸的磁星不同，这颗磁星与任何已知的超新星遗迹均无明确联系，这使其很有可能是通过一种不同寻常的过程形成的。它奇特的性质甚至可以帮助科学家理解快速射电暴——短暂而强大的无线电波闪光，这仍然是天文学最大的谜团之一。
“磁星是中子星——恒星死亡后的残余——完全由中子组成。磁星的独特之处在于它们极强的磁场，”4月15日发表在《天文学与天体物理学》杂志上的这篇发现论文的主要作者阿什利·克里姆斯（Ashley Chrimes）说道。克里姆斯是欧洲航天局（ESA）驻荷兰欧洲空间研究与技术中心的研究员。
这些磁场可不是闹着玩的——磁星的磁力可以比地球强上万亿倍。如果一颗磁星经过距离月球一半的范围内，它的磁场足以抹去地球上所有信用卡的磁力。如果有人靠近磁星600英里的范围内，磁星的强大力量足以将原子撕裂。
借助哈勃望远镜的灵敏仪器以及欧洲航天局盖亚航天器的精确基准，我们识别出了这颗磁星的奇异之处。
哈勃太空望远镜在地球上空的图像。图片来源：ESA/Hubble (M. Kornmesser & LL Christensen)
这颗神秘磁星最初是在2008年被发现的，当时美国宇航局的斯威夫特天文台观测到来自银河系边缘的短暂而强烈的伽马射线闪光。该源被证实是银河系中仅有的约30颗已知磁星之一，被命名为SGR 0501+4516。
由于磁星是中子星，其形成的自然解释是它们诞生于超新星爆炸，即恒星爆炸后坍缩成一颗超致密中子星。SGR 0501+4516 似乎就属于这种情况，它位于一颗名为 HB9 的超新星遗迹附近。在天空中，磁星与超新星遗迹中心之间的距离仅为 80 角分，略小于你伸开手臂时的小指宽度。
然而，哈勃望远镜长达十年的研究对这颗磁星的诞生地提出了质疑。在SGR 0501+4516被发现后不久，研究人员利用地面望远镜进行了初步观测，并利用哈勃望远镜极高的灵敏度和稳定的指向性，在2010年、2012年和2020年发现了这颗磁星微弱的红外辉光。这些图像都与盖亚探测器观测结果定义的参考系对齐，盖亚探测器绘制了一幅极其精确的银河系近20亿颗恒星的三维地图。这种方法揭示了磁星在穿越天空时的细微运动。
“我们测量到的所有这些运动都比哈勃图像上的一个像素还要小，”英国华威大学的联合研究员乔·莱曼说道。“能够稳定地进行这样的测量，确实证明了哈勃望远镜的长期稳定性。”
通过追踪磁星的位置，研究小组能够测量该物体在天空中的视运动。SGR 0501+4516的运动速度和方向都表明，这颗磁星不可能与附近的超新星遗迹相关联。追踪磁星数千年前的运动轨迹表明，没有其他超新星遗迹或大质量星团可以与它相关联。
如果SGR 0501+4516并非诞生于超新星，那么这颗磁星的年龄要么比其预估的2万年还要古老，要么可能是以其他方式形成的。磁星也可能通过两颗低质量中子星的合并或一种名为吸积诱导坍缩的过程形成。吸积诱导坍缩需要一个包含白矮星的双星系统：白矮星是一颗类似太阳的死亡恒星的核心。如果白矮星从其伴星吸入气体，它的质量可能会变得过于巨大而无法支撑自身，从而导致爆炸——或者可能形成一颗磁星。
“通常情况下，这种情况会导致核反应爆发，白矮星爆炸，什么也不会留下。但有理论认为，在某些条件下，白矮星反而会坍缩成中子星。我们认为这可能就是SGR 0501诞生的原因，”荷兰拉德堡德大学和英国华威大学的安德鲁·莱万补充道。
宇宙闪光的线索SGR 0501+4516 目前是我们银河系中磁星的最佳候选者，它可能是合并或吸积引起的坍缩形成的。通过吸积引起的坍缩形成的磁星可以解释一些神秘的快速射电暴，这些快速射电暴是短暂但强大的射电波闪光。特别是，这种情况可以解释快速射电暴的起源，这些快速射电暴起源于过于古老的恒星群，这些恒星群近期尚未诞生质量足以爆发成超新星的恒星。
西班牙巴塞罗那空间科学研究所的南达·雷亚说：“磁星的诞生率和形成情景是高能天体物理学中最紧迫的问题之一，对宇宙中许多最强大的瞬态事件都有影响，例如伽马射线爆发、超亮超新星和快速射电爆发。”
研究小组计划进一步利用哈勃望远镜观测银河系中其他磁星的起源，以帮助了解这些极端磁性物体是如何形成的。
编译自/ScitechDaily