距離地球約 22,000 光年處,一顆不同於其他恆星的脈衝星正在咆哮,其表面磁場強度遠遠超過天文學家見過的任何事物,高達 16 億 T。
做為比較,一個吸在冰箱上的磁鐵表面磁力約 0.001T,影像醫學使用的磁共振成像(MRI)機器強度約 3T,2018 年時,日本東京大學團隊因成功製造出可控的 1,200T 人造磁場而贏得讚譽,雖然過程僅維持 100 微秒。
因此,在聯星系統中表面磁場強度高達 1,600,000,000T 的 Swift J0243.6+6124 脈衝星,確實夠格讓天文物理學家們興奮,只有將巨大質量塞進極小體積內並以令人難以置信的速度旋轉,才有可能足以將電子加速至荒謬速度以實現驚人磁場。
Swift J0243.6+6124 是銀河系中唯一 1 個 X 射線脈衝星,帶有一顆 Be 型伴星,有些遠距離物體的磁場雖然強大,但只要間隔數千光年距離就檢測不到,因磁場減弱也很快。所幸科學家可透過電子回旋共振散射特徵尋找線索,中國於 2017 年發射的硬 X 射線調製望遠鏡(Insight-HXMT,又稱「慧眼」)便能提供此方法,包括 Swift J0243.6+6124 的 X 射線光譜中也隱藏著回旋共振散射特徵。
來自中國科學院、中國中山大學與德國圖賓根大學的科學家們進一步分析該特徵,發現 Swift J0243.6+6124 電子能量高達 146keV,對應為表面磁場達 16 億 T,是迄今為止在宇宙中「直接測量」到的最強磁場。
2 年前,Insight-HXMT 團隊在 X 射線聯星系統 GRO J1008-57 中檢測到脈衝星的 90keV 迴旋加速吸收線,表面磁場對應相當於 10 億 T,創下當時直接測量宇宙最強磁場的世界紀錄。後來,Insight-HXMT 又在 1A 0535+262 中子星上記錄到電子最高能量約 100 keV。
當然,脈衝星並非宇宙中擁有最強磁場的天體,這項榮譽要歸於稱為磁星的另一種中子星,其表面磁場強度可達 1,000 億 T。
新論文發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)。