中子星与曼哈顿，孰大孰小？
简介：磁超耀斑会在爆发的十分之一秒左右的时间内，发射高达太阳的100万亿倍的能量。这种事件是非常罕见的，通过研究这一现象可以使我们对中子星及其磁场的内部有很多了解。
描绘磁超耀斑的作品，从中子星表面喷发出来的壮观的能量。图片版权来源：NASA(美国航空航天局）/戈达德航天飞行中心
作为一个经常与天文中的毁灭现象打交道的人，很多人问我，宇宙中什么现象最让我恐惧？小行星撞击？太阳耀斑？变幻莫测的黑洞？
都不是，差远了。我的答案是磁超耀斑。
你问为什么？那么我告诉你，最近观测到的一次磁超耀斑，在大约1/10秒时间的爆发中，喷射出了相当于100万亿个太阳的能量。
！！！
这一现象被NASA（美国航空航天局）用于探测宇宙射线的费米卫星所观测到。这些是光的最高能量形式，并且只能来自于能量惊人的暴力事件：恒星爆炸、黑洞吞噬物质等等。
NGC 253，一个距离地球约110万光年的侧向螺旋星系（图片版权来源：亚当·布洛克/莱蒙山天文中心/亚利桑那大学）
伽马射线爆发在2020年4月15日被观测到，并很快确定来自于NGC253，一个距离地球约110万光年的侧向螺旋星系。对于星系来说，这个距离似乎很近，但是离地球仍有很长的一段路要走……即使从这么遥远的距离，费米也能轻易地探测到这一事件所产生的辐射。
此前类似这样的爆发只观察到3次：两次在我们的银河系（1998年和2004年），一次在我们的卫星星系大麦哲伦云（1979年），距离地球16万光年。
描绘中子星周围磁场的作品。图片版权来源：凯西·里德/ 宾夕法尼亚大学
我曾经写过关于2004年那次爆发的情况，所有的一切都让我感到恐慌。伽马射线的爆发是如此强烈，以至于好几颗天文卫星的探测器同时满负荷，地球磁场鸣响，同时也对我们的大气层产生了物理影响，使大气上层部分电离。
请注意，SGR1806-20，就是2004年爆发的那颗磁陀星，距离我们5万光年，大约是银河系直径的一半。尽管如此，它仍然能给我们造成这些麻烦。
所以，是的，磁陀星把我吓坏了。
[注：我知道很多人会被这样的事情吓坏，所以我注意到，据我们所知，没有磁陀星能够在离我们足够近的地方产生巨大的耀斑，造成严重的破坏。它们其实只会在你想起这件事的时候吓到你。实际上，我更担心较大的太阳事件，而不是像磁陀星爆炸这样冷僻的事件。]
这一切混乱背后的动力来源是什么？磁陀星是中子星的一种，是一颗大质量恒星在形成超新星后核心的超致密残骸。当恒星外部爆炸时，核心坍塌。如果它的质量足够大，它就会形成一个黑洞，但是如果它的质量是太阳的1-3倍，它就会被压缩成一个只有十几公里宽的中子球。想一想：整个恒星的质量被压成一个城市大小的球体。太不可思议了。
还有更令人惊奇的事。中子星表面的重力可能是地球的10亿倍，但即使是这样，它在磁场面前也是相形见绌，磁场可以是地球强度的10000亿倍。除了我们称之为磁陀星的那些，罕见有这种磁场。它们的磁性强度如此之高，以至于它对周围一切物体的影响程度甚至超过了不可思议的重力。
但是当你把两者结合到一起，事情就会变得如世界末日般可怕。
中子星小得令人难以置信，同时又有着超高的密度，他能将整个太阳压缩成一个仅仅几公里的球。这幅作品描绘了一个中子星与曼哈顿的对比。图片版权来源：NASA（美国航空航天局）戈达德航天飞行中心。
这些磁场存在于中子星的地壳中，来源于星体内部深处。有时候地壳会移动，类似于地震时的地壳运动，对于中子星来说就叫恒星地震。这种震动所涉及的能量足以撼动你的灵魂。
请记住中子星的重力是地球的10亿倍，所以把棉花糖扔到中子星表面释放的能量和一颗大小适当的核弹释放的能量一样多。但同时恒星的地壳密度非常高，因此在恒星地震中移动的质量也是巨大的。尽管地壳可能只移动一厘米，但所释放的地震能量是巨大的，是太阳输出的数十亿倍，甚至更多。
描绘磁超耀斑的作品，从中子星表面喷发出来的壮观的能量。图片版权来源：NASA(美国航空航天局）/戈达德航天飞行中心
继而引发了储存大量能量磁场的猛烈震动。这些结合在一起导致了一场灾难性的能量爆发：磁超耀斑，这一事件相当于数千个星系的全部能量输出。
一股巨大的等离子体从磁星中呼啸而出，以相当于光速的速度移动。虽然最初的爆发可能只持续几分之一秒，但等离子体仍在持续发射出高能辐射，直至其膨胀，冷却，衰退为止。
至少，这是我们认为正在发生的事情。细节有点不清楚。问题的一部分在于，只有很少一部分被观测到（1998年和2004年发生的磁超耀斑很难观测到，因为它们在伽马射线中过于明亮）。我们希望能从研究NGC253这一事件中获得一些帮助。
磁陀星非常罕见；在整个银河系中我们只发现了29颗，并且其中只有一小部分发生了这些现象（也许有更多的磁陀星发生了爆发，但由于事件过于罕见我们很难观测到他们。）
在这件事上我有两种看法。一是他们太过罕见，这件事很糟糕；这些都是引人入胜的事件，可以让我们对中子星的内部及其磁场有更多的了解。我们知道它们也是快速无线电波爆发的来源，但我们对此并不太了解，因此找出这种联系将是非常酷的。
另一个看法，它们的稀有性对我们来说是一种幸运。我更希望我们不要看到太多的磁超耀斑！或者即使有，希望他们来自其他星系，没有人类居住的地方。我认为这是比较合理的。
BY: Phil Plait
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选文：天文志愿文章组-长庚先生
翻译：天文志愿文章组- fuuin
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排版：天文志愿文章组-零度星系
美观：天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://www.syfy.com/syfywire/a-brain-curdling-magnetar-superflare-seen-in-a-neighboring-galaxy
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