宇宙最强磁场之一 一颗宇宙中的新生儿(图)

（图片来源：Roun Sreylak/stock.adobe.com）

在动辄以百万、千万甚至数十亿年计算的宇宙里，240岁几乎是一个刚刚诞生的年纪。2020年，天文学家发现了一颗极为特殊的中子星，Swift J1818.0−1607。它不仅年轻，还拥有极其强大的磁场，是一种被称为“磁星”的特殊天体。

宇宙中的新生儿

天文学家平时面对的是一个充满漫长时间尺度的宇宙，一颗恒星可能存在数百万年甚至更久，宇宙中的许多天体已经历数十亿年的变化，因此一个天体的年龄只有数百年时，它在宇宙尺度下几乎就像刚出生一般。

Swift J1818.0−1607这颗中子星于2020年3月12日被美国太空总署的尼尔・格雷尔斯・斯威夫特天文台发现。当时，它突然释放出大量X射线，引起天文学家的注意。后续由欧洲太空总署的XMM-牛顿天文台，以及美国太空总署的NuSTAR望远镜进行观测，逐渐揭露出这颗天体不同寻常的特征。

研究估计，它的年龄大约只有240年。如果这个年龄估计获得确认，那么形成它的恒星爆炸发出的光，大约在乔治・华盛顿成为美国第一任总统的时期抵达地球。

一颗小得惊人的极端天体

Swift J1818.0−1607属于中子星，这类天体是大质量恒星经历超新星爆发后留下的极端致密星体，也是宇宙中最致密的天体之一，它们的体积小得令人难以想像。

中子星的直径通常只有15至30公里，却可以拥有极其巨大的质量。Swift J1818.0−1607的质量大约为太阳的两倍，体积却远远小于太阳。在如此极端的环境下，物质被压缩到难以想像的程度，以一茶匙中子星物质作为比喻，其重量可相当于地球上的40亿吨。

宇宙最强磁场之一

Swift J1818.0−1607是一颗磁星，磁星是一类具有极强磁场的中子星，Swift J1818.0−1607的磁场强度约为普通中子星的1000倍，比人类制造的最强磁铁强1亿倍。

在这样的磁场之下，这颗小小的天体却能释放出巨大的能量。目前已知的中子星超过3000颗，但当时确认的磁星只有31颗，而Swift J1818.0−1607被认为可能是其中最年轻的一颗。它的稀有程度，也让这个“宇宙婴儿”显得格外特殊。

突然爆发的X射线

天文学家发现Swift J1818.0−1607时，它正在经历一次强烈的X射线爆发。斯威夫特卫星侦测到的X射线亮度，至少比它平常的状态高出10倍。磁星的爆发并不是永远维持在同样强度，这类事件通常会先在数天或数周内突然变亮，之后再经过数月或数年逐渐减弱，最后回到比较正常的亮度，因此想要捕捉磁星爆发最明亮的时刻，需要相当迅速地进行观测。

这一次，天文学家及时注意到了这个遥远天体的异常变化，这场突然出现的宇宙闪光，也让人类得以观察到一颗极年轻磁星呈现出的状态。

不只会发出X射线

磁星的光并不只有X射线，它们同样能释放强烈的伽玛射线爆发。伽玛射线是宇宙中能量最高的光，而磁星的剧烈爆发甚至可能在极其遥远的距离被观测到。

另一方面，磁星也可能发出相对稳定的无线电波束。Swift J1818.0−1607是已知同时具有磁星与射电脉冲星特征的少数天体之一。当时已知的磁星中，只有5颗同时被确认具有这类无线电波束，这让它显得更加罕见。

同一个天体，同时展现出强烈磁场、X射线爆发，以及无线电波束等不同特征，仿佛将中子星世界中几种极端现象集中在了一起。

一个距离地球不算太远的宇宙婴儿

Swift J1818.0−1607位于人马座，距离地球大约1.6万光年。这对人类而言依然是一个难以想像的距离，但在浩瀚宇宙中，它又算是相对接近的年轻磁星。我们现在看到的光，其实已经经过了长达1.6万年的旅程。也就是说，人类在2020年观测到Swift J1818.0−1607时，看见的不是它“现在”的样子，而是它大约1.6万年前发出的光。