最新发现中子星上的磁热点存活数百万年

一项对中子星内磁场演化的研究表明，不稳定性可以产生强磁热点，即使在恒星的整体磁场明显衰减之后，也能在数百万年的时间里存活下来。研究结果将于4月4日(星期三)在利物浦的英国杜伦大学欧洲天文与空间科学周(EWASS)的Konstantinos Gourgouliatos博士提出。当一颗巨大的恒星消耗完核燃料并在超新星爆炸的引力下坍缩时会产生中子星。

在模拟中作为初始状态的一种密集磁场，图片版权：K. Gourgouliatos, R. Hollerbach, U. Durham, U. Leeds

这些密度非常大的天体半径约为10公里，但质量却比太阳大1.5倍。中子星有很强的磁场，并且快速旋转，一般中子星每秒旋转超过100次。中子星通常以磁场为模型，磁场有南北磁极，就像地球一样。然而一个简单的“偶极”模型并不能解释中子星的困惑，比如为什么它们表面的某些部分比平均温度要热得多。利兹大学的Gourgouliatos和Rainer Hollerbach利用利兹大学的ARC超级计算机进行了数值模拟，以了解当磁场在中子星内部演化时的复杂结构形式。

Gourgouliatos解释道：新生的中子星并不均匀地旋转——不同部分会以不同的速度旋转。这样就会使恒星内部的磁场变得像一个紧密球团。通过计算机模拟发现一个高度缠绕磁场是不稳定的。它自发的产生了结，从中子星表面产生，形成磁场比大型磁场强得多的。模拟结果表明，在超过100亿特斯拉的情况下，可以产生半径为几公里的磁场和磁场强度。即使中子星的总磁场已经衰变，这个磁热点也可以持续几百万年。

磁场结构在其不稳定后形成了结和磁点的形成。图片版权：K. Gourgouliatos, R. Hollerbach, U. Durham, U. Leeds

这项研究可能对我们对中子星的理解有广泛的影响。即使是整体磁场较弱的中子星也可能形成非常强的磁热点。这可以解释一些磁星的奇怪行为，例如奇异的SGR 0418+5729，它的自转速率异常低，而且是一个相对较弱的大型磁场，但偶尔会爆发高能辐射。

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