科学家提出新理论解答宇宙磁性出现之谜

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宇宙开始的时候并没有磁性。在宇宙大爆炸之后，宇宙中出现带电质子、电子以及氦和锂原子核组成的热气云。每一种粒子都能够在各个方向产生磁场，但是这些磁场完全彼此抵消。Schlickeiser认为甚至在第一颗恒星出现之前，就存在一种极其微弱的磁场。这些微弱的磁场后来被恒星风和超新星所强化和拉伸。
Schlickeiser称那种磁性能够通过原子和亚原子微粒的旋转自然产生。然而强大的磁性不会出现于初期宇宙，因为它需要重金属元素。产生更加沉重的地磁元素反过来需要超新星。加利福尼亚大学的迈克尔-赖尔登说道：“如果你非常混乱的摆放许多充电线路，正如在宇宙初期发生的一样，每一处的平均电流都是零，因此在任何宏观水平都不存在净余磁性。”



鲁尔大学理论物理研究所的物理学家Reinhard Schlickeiser提出了宇宙磁性形成理论
当宇宙形成大约38万年的时候，有可能随着热气云温度的降低，密度和压力的变化会导致随机磁岛的形成。Schlickeiser称，那些磁性如此弱小以至于对于周围的气体毫无影响。最终宇宙中的物质聚集成为恒星和星系，恒星并不需要重元素来形成，但是随着它们冷却和倒塌开始产生重元素。
恒星爆炸的喷射物压缩了周围的介质，而且用重元素丰富了周围物质。据Schlickeiser所说，恒星风和爆炸的组合开始推动周围的小型磁场，对它们进行了压缩和强化。最终磁场就变得强大到足以推动周围的等离子。与此同时，恒星开始创造那些能够通过原子旋转产生更强磁性的重元素。正是那种磁性形成了地球的磁场，而且也是你在北极光中看到的那种磁场。
这种随机磁场的原始理论是由Schlickeiser和马里兰大学自然科学与技术研究所的Peter Yoon共同探索的。Yoon说道：“Schlickeiser提出通过等离子作用随机放大磁场的新想法。你必须要有一个出发点开始探索，而Schlickeiser提出了一种理论。”

德国理论物理学家称找到了宇宙磁场的形成原理
据国外媒体报道，“大爆炸”之初，宇宙中充斥着由带电质子、电子、氦和锂的原子核组成的炽热等离子体。虽然它们在运动中都能产生磁场，但是这些磁场的方向是随机的，总体上会相互抵消。因此，宇宙原初磁场的形成一直是个谜。
　　来自德国波鸿鲁尔大学理论物理研究所的科学家Reinhard Schlickeiser认为自己或许找到了答案。Schlickeise表示，早在宇宙中第一批恒星形成之前，局部地区由于物质涨落而形成十分微弱的磁场，这些微弱的磁场后来被第一批恒星发出的星风和超新星爆炸的冲击波压缩而得到增强和放大。
     
  
        
　　“宇宙大爆炸”发生38万年之后，等离子体逐渐冷却，由于温度和压力的分布不均，随机形成了一个个磁性区域。这些区域的磁场非常微弱，只有约6千亿分之一特斯拉（磁感应强度单位）。
随着宇宙大爆炸后的物质逐渐冷却，局部地区由于温度和压力的不同而形成了微弱磁场，随后由于受到冲击波的压缩而逐渐增强
　　当时的磁场强度太低，对周围的气体物质不产生任何影响，但外围的气体物质却在不断压缩磁场。而质量超大的恒星在爆炸中产生的冲击波压缩周围的星际介质，也会压缩星际介质中的原初磁场，使其增强。最终，磁场可增强到能推开周围等离子体的程度。该研究发表在了著名的《物理评论快报》上




天文学家发现宇宙中磁性最强的中子星
　　　天文学家们日前在宇宙探测的过程中发现了一颗奇怪的中子星，它拥有超强的磁场，就象是一块太空中的磁铁，其磁性是以往发现的所有中子星中最强的。这种超强磁性的中子星的发现对现代的物理学及无线电脉冲的理论都形成的新的挑战。
　　
　　这颗中子星位于人马座方向距离地球约10000光年的地方，它可以有规律的向外界发出同步无线电脉冲信号，磁性稍弱的中子星都没有这种特性。我们只有通过X射线在宇宙中红外线能量销弱的时候才能够看到这颗中子星。来自哥伦比亚大学的天文学家弗朗纳多·卡米罗（音）称，“此前，从来没有人在一块磁铁上发现过无线电脉冲信号，这颗奇异的中子星的存在将改变我们对磁性物质的认识。”
　　





　　中子星是宇宙中古老的巨大恒星爆炸后的残留物质，也是一种超新星。它们的质量一般都要比太阳大许多，但这么大的质量都被压缩在直径只有15英里的球体中，这使得它们成了一个密集的原子集合体。一般的中子星所发出的无线电波都与其自身的磁场特性有关，如果这些无线电波朝着地球的方向运动，天文学家们就可以通过无线电太空望远镜捕获它们。
　　
　　到目前为上，天文学家们已经发现了1700余颗中子星，第一颗中子星是于1967年被发现的。由于中子星一般都有比较强的磁场，科学家们通常把10到12个中子星的磁场叠加为一个超强磁场，其磁场能量是一个普通的脉冲星的100倍到1000倍。只有达到这种强度的磁场才有可能释放出怪异的无线电波。
　　
　　来自哥伦比亚大学的天文学家大卫·哈尔福特（音）称，“如此强大的磁场力量可以让一般航空母舰就地掉头，这种磁场强度是地球磁场的1000万亿倍。”
     
  
        
　　
　　科学家们把这颗新发现的中子星命名为“XTE J1810-197”。由于这颗中子星可以发射出有规律的无线电波，科学家们曾推测在其周围存在着由于宇宙X射线爆炸而形成的粒子云层，但这一理论很快就被否定了。根据现代磁性物质释放无线电波的理论，卡米罗和他的同事在澳大利亚进行了一项实验，他们对部分无线电波进行了观测，结果发现强磁性物质可以释放出间隔为5.5秒的脉冲波，这与中子星释放出的无线电波惊人的相似。此后，他们又对这颗中子星进行了探测，而探测的结果使科学家们更加迷惑了。普通的中子星释放的无线电波频率越高就越弱，而这颗中子星却不然。在无线电波频率达到140G赫兹时，电波的能量依然很强，而这一数字已经是到目前为止探测到了最高的宇宙无线电波频率了。令科学家们更加感到惊异的时，这颗中子
　　
　　星释放出的无线电波的能量还在一天天的增强，电波的脉冲节奏也时有变化，这一现象说明这颗中子星的磁场也在不断的发生变化。
　　
　　导致这些现象出现的原因是什么呢？科学家们认为这颗中子星可能拥有两个磁场，这两个磁场位置的变化导致了整个中子星磁场性质的变化，进而使其释放出的无线电波有了规律性的脉冲。来自美国国家无线电天文台的科学家斯科特·兰塞姆（音）称，“要解读这些秘密，我们需要对这颗中子星进行进一步的探测，尽可能多的掌握其变化规律。随着时间的推移，我们对这颗中子星的磁场变化的理解必然会越来越深入。”


6500光年外发现神秘磁星或拥有宇宙最强磁场
据国外媒体报道，科学家们可能已经发现了迄今宇宙中最强大的磁场——它就存在于一颗死亡恒星的体内，这颗死亡恒星直径仅有不到19公里，却拥有与太阳相当的质量。这颗恒星的编号是SGR 0418+5729，距离地球约6500光年，在此之前科学家们曾经认为其拥有强度异常弱的磁场。然而近期利用欧洲空间局(ESA)的XMM牛顿空间望远镜开展的研究却显示它的磁场不仅不弱，而且很有可能是迄今存在于已知宇宙范围内强度最高的磁场。天文学家估算认为其磁场的强度相当于家用电冰箱关门磁条强度的20万亿倍。




　　一颗距离地球约6500光年，编号为SGR 0418+5729的磁星近期被发现很有可能拥有迄今已知宇宙范围内强度最高的磁场
　　这颗死亡的恒星属于中子星的一种，被称为磁星，这是一颗生前拥有巨大质量的恒星在崩塌爆炸之后留下的残骸内核。这种内核密度极高并高速旋转，在此过程中产生剧烈的X射线或伽马射线辐射。
     
  
        
　　这项研究的第一作者，意大利帕维亚高等研究院的安德里亚·特里戈(Andrea Tiengo)博士表示：“直到最近，所有的数据都显示这颗磁星拥有所有其同类中最弱的磁场强度。”他说：“我们认为其磁场强度要比一般的磁星低100倍左右，要理解这一结果是一大挑战。然而，我们现在开始怀疑磁星SGR 0418的内部事实上可能蕴藏着远比我们想象的强大得多的磁场，其强度远远超出了我们现有的分析手段极限。”
　　SGR 0418最早是在2009年由美国宇航局的费米空间望远镜和俄罗斯的格洛纳斯-光子天文台发现的。当时天文学家们认定这颗磁星的磁场弱的异乎寻常，但是欧洲XMM牛顿望远镜随后进行的测量给出了不同的结果。
　　磁星以几秒的周期高速自转，通过对这种自转性质的测量，研究人员可以得到有关这颗磁星磁场的具体信息。 于是特里戈博士和同事们运用一种新的方法，放弃传统的自转研究方法，转而从其发出的X射线辐射变化中寻找线索。他们进行的计算显示磁星SGR 0418的磁场强度约为1000万亿高斯，而相比之下，地球内核磁场的强度仅有大约25高斯。
     
  
        
　　物理学家们认为磁星磁场强度的上限大约是10万万亿高斯，但到目前为止还从未在宇宙中找到这样的案例。特里戈博士表示：“为了解释我们的观测结果，这个磁星必定拥有超强磁场，扭曲的磁场线在其地表附近强度达到1015高斯，但延伸仅有数百米。”他说：“平均而言，这个磁场可以显得非常弱，这正是之前的研究所认为的结果。然而现在我们得以窥探这颗磁星的地表精细结构，从而发现其超强磁场的属性。”
　　有关这项研究的论文已经刊载于近期出版的《自然》杂志，研究人员希望这项方法将在未来帮助发现更多类似的隐藏在宇宙之中的磁星。诺伯特·斯卡特尔(Norbert Schartel)是欧空局XMM牛顿空间望远镜项目科学家，他说：“XMM牛顿望远镜给出的光谱数据，加上全新的分析方法，让首次对这样一颗磁星进行的详细测量成为可能，确认其为迄今宇宙中发现的最强磁场案例。我们现在拥有了探查磁星的崭新手段，这将帮助限定有关这些奇异天体的物理模型。”