宇宙裏的星震現象(1 / 1)

宇宙裏的星震現象

觀測到的星震現象

星震被看做是中子星外殼的撕裂現象,與地球上發生的地震頗為相似。

1976年11月6日,科學家們觀測並記錄到火星上發生的一次裏氏3級左右的星震。科學家們在經過對火星星震史研究分析後發現,火星星震記錄的波形圖與地球地震記錄的波形圖相似,這表明火星地殼的結構及其震波和在其中傳播的條件與地球十分相似。

無獨有偶,1979年3月5日,一股噴射而出的伽馬射線突然襲擊了太陽係。天文學家們對它的成因感到困惑不解。1999年,天文學家確定這些星震現象是由來自於中子星的伽馬射線和X射線引起的。不過,這些爆裂的原因一直是一個謎。

後來,洛斯阿拉莫斯國家實驗室的約翰·米德迪特及其小組發現,對於一種被稱為脈衝星的特殊旋轉磁中子星來說,下一次發生星震的時間與上一次星震的規模是成比例的。

星震的產生原因

美國科學家鄧肯和湯普森經過研究做出了一種猜測性的解釋:宇宙中存在著一種被稱作“磁星”的新星,其密度極大,而且堅硬的外殼包裹裏著一個奇異的液體核。

更重要的是,這顆磁星具有強大的磁場,而磁場的運動又將磁星表麵加熱,直到達到極大壓力導致磁星破裂。

這就是星震,它引發了伽馬射線襲擊宇宙。

2005年7月,天文學家觀測到有史以來記錄到的最大規模的星震,一顆中子星“擺動”釋放出大量的X射線,研究人員希望通過這次機會能夠揭示人們好奇已久的中子星的構成物質問題。

全世界的幾顆人造衛星和望遠鏡觀測到了這次來自SGR1806-20表麵的爆炸。這顆中子星在距地球50000光年以外的地方,而爆炸噴射出的能量非常巨大,在1/10秒的時間內釋放出的能量是太陽在15萬年釋放能量的總和。結合來自美國宇航局羅斯X射線定時探測器的數據,一組天文學家已經確定了這次星震現象。這次快速的震動開始於星震後3分鍾,10分鍾後結束,其頻率是94.5赫茲。專家稱這一頻率接近於鋼琴的22鍵的音調,相當於F調。

星震的研究

正如同地質學家利用地震的震波來研究地球內部結構一樣,天體物理學家可以利用X射線來研究遙遠的中子星結構。這次爆炸就如同用大錘敲擊中子星一下,而後中子星就像鍾一樣產生回響。

在重力的吸引下,中子星上麵會形成一個10米至100米厚的堆積層。堆積層主要由氦構成,在溫度及壓力的作用下,這些堆積層會發生核聚變。

當氦聚變為碳或其他重物質時,會釋放出大量能量及強烈的X射線。在中子星上,這種爆發通常每天都會發生幾次,每次會持續幾秒。當一顆巨大星球的核燃料被耗盡後就會開始坍塌,在它自身重力的作用下,星球核坍塌成一個密度很高的中子星,或者坍塌成一個密度更高的黑洞。

中子星內部的物質結合是如此緊密,以至於電子都被擠進了原子核中,開始同質子反應以形成中子,這種純中子密度非常高,一湯勺大小的物質就相當於地球上數10億噸的重量,而同太陽質量差不多的中子星直徑大概隻有16000米。

中子星的地質構造包括一個堅硬的外殼和一個超流體的內核。但是對其具體的結構並不清楚,例如在核裏麵是否包括一種被稱為奇異誇克的外來粒子呢?而星震卻給我們提供了了解的機會。

拓展閱讀

中子星,恒星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恒星在壽命終結時坍縮形成的一種介於恒星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質密度都大很多倍。脈衝星都是中子星,但中子星不一定是脈衝星。