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中子星上的地震,请站稳,有23级!

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哈勃远望镜 发表于 2014-10-29 14:55 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: LAN

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2009年1月22日,NASA的费米伽马射线望远镜探测到了高度磁化的中子星,又称为磁星,的高能爆发而导致的风暴流。天文学家再次分析了这些数据,发现由此产生的地震波信号在整个磁星回荡。

这是首次在磁星产生的罕见巨型耀斑的消退过程中发现这种信号。在过去的40年里,巨型耀斑只被观察到三次 – 分别在1979年,1998年和2004年 – 而与星震相关的信号只在最近两次事件中被发现,星震会导致中子星如闹铃般震动。

“费米伽玛射爆监控器(GBM)捕获很多相似的证据,来自于更小更频繁的类似爆发,这些新的数据为我们更好地了解中子星提供了巨大的帮助,”安娜•沃茨说道,她是来自阿姆斯特丹大学的天体物理学家,也是一个关于星系爆发项目的研究员。 “事实证明,费米伽玛射爆监控器(GBM)是这项工作的理想工具。”
中子星是科学家可以观察到的宇宙中最致密,磁场最强和旋转速度最快的物体。每颗中子星都是由燃尽的巨大恒星塌缩后留下的内核,恒星因自身的质量而发生坍缩,并发生爆炸变成超新星。中子星相当于把五十万个地球的质量压缩在一个直径约12英里的球体内,类似于纽约市曼哈顿岛的长度。
尽管典型的中子星的磁场比地球磁场强万亿倍,但从磁星观察到的喷发活动仍需要比之强1000倍以上的磁场才能引发。迄今为止,天文学家只证实了23颗磁星的存在。
中子星的固体外壳与它的强磁场紧密相关,其中一个的变化会立即影响另一个。地壳的断裂将导致磁场的重新分布,磁场的突然重组也可能导致壳面的裂变。无论在哪种情况下,突然的变化会触发存储能量的突然释放,由此产生威力强大的爆发,并导致地壳震动,这种震动会在爆发产生的伽玛射线和X射线中留下印记。
需要极其惊人的能量才会导致中子星发生震动。地球上最接近的比较是1960年发生在智利的烈度为9.5级地震,这是有史以来被地震学家用标准尺度记录下来的最强大的地震。沃茨说,如果以这个标准尺度来衡量,星震及由此产生的磁星巨型耀斑的烈度将达到23级。
2009年,美国航空航天局爱因斯坦望远镜观测到了来自SGR J1550-5418的星暴,该望远镜服役于1978年到1981年。这颗磁星位于约15,000光年外的矩尺座,并始终静谧无声直到2008年10月,随后它进入爆发期,并于2009年4月结束喷发活动。在爆发期,该磁星会在短短20分钟内产生数百次喷发,其最强烈的爆发所喷射的能量比太阳在20年里发出的总能量还多。许多航天器上的高能探测器,包括NASA的雨燕和罗西X射线时变探测器,都探测到了数百次伽玛射线爆和X射线爆。

谈到10月21日在日本名古屋举行的第五届费米国际研讨会,沃茨表示,这项新研究调查了费米伽玛射爆监控器(GBM)检测到的263次星暴,并确认了其震动频率在之前观测到的巨型耀斑的频率范围内。 “我们认为这些震动类似于恒星的扭转震荡,即被超强磁场束缚在一起的地壳和核心同时震动,”她解释说。 “我们还发现,在某次星暴中,其振荡的频率是我们从来没有见过的,我们至今仍无法解释。”
此项研究的一个关键要素是由阿姆斯特丹大学研究员Daniela Huppenkothen开发出一种新的分析技术。通常科学家们通过在高能数据中寻找某一特定频率的波动来搜索(星暴)震荡。这类方法最适合用于在没有干扰的情况下查找某一强烈信号,而不适用于在嘈杂多变的环境下寻找某一微弱信号,例如星暴脉冲信号。
Huppenkothen把这个问题比喻为把一块石头扔进一个宁静的池塘来检测涟漪。 “现在想象一下你位于风暴中的北大西洋,要在一片惊天骇浪中寻找那些涟漪,”她解释说, “我们的老办法真的不适合这个,但我实际上开发一种新的方法,使我们即使在暴风雨条件下也能找到涟漪。”
一篇关于该研究的论文,由Huppenkothen主笔,发表于6月1日版的天体物理学杂志。
虽然人们做了很多努力来描述中子星的内部,但科学家们缺乏足够的观测细节从而无法在不同的模型间做出选择。中子星的密度远远超出了实验室可达到的范围,其内部密度是原子核密度的10倍。通过了解星暴是如何撼动这些中子星,理论家们将获得一个重要的新途径来进一步了解其内部结构。
“目前,我们在等待更多的星暴 - 如果幸运的话,甚至可能遇到一个巨型耀斑-从而可以利用GBM的优异性能(来进一步观测)”,沃茨表示。
http://www.nasa.gov/content/godd ... -in-magnetar-storm/
法拉利ss 发表于 2014-10-29 16:33 | 显示全部楼层 来自: 中国–重庆–重庆–永川区 电信非住宅宽带用户
很难以想象,极其致密的中子星也分外壳、幔、核?
扭曲的磁场还能让它的外壳产生“地震”?
我的理解是,强大的引力让它内部除了整齐排列的中子外,没有“空间”了吧?从内到外都是一致的才对吧?

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 楼主| 哈勃远望镜 发表于 2014-10-29 16:49 | 显示全部楼层 来自: LAN
从文章看,中子星的内部结构似乎还不为人所知,磁场变化引发的地震波通过伽玛射线和x射线被探测到,至于地震的原理究竟是啥,还等待解答
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三叶观天 发表于 2014-10-29 18:02 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–南宁 电信
能形成中子星的恒星肯定比太阳大,要是距离够近,太阳一个日珥就可以灭了地球
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hhbb 发表于 2014-10-29 19:09 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 联通
还没有靠近就完了。
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诡域谛听 发表于 2014-10-29 19:11 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–杭州 电信
。。。中子星还能分层啊
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猎户α 发表于 2014-10-29 19:54 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨 电信
"星震及由此产生的磁星巨型耀斑的烈度将达到23级"。科普一下烈度不是震级,是不是翻译错了

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的确应该是震级而不是烈度,感谢指正!  详情 回复 发表于 2014-10-30 09:08
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天狼星666 发表于 2014-10-29 20:57 | 显示全部楼层 来自: 中国–内蒙古–赤峰 电信
中子星,是全部由中子组成的致密天体,说分层结构是没有意义的。

点评

关于中子星的结构,我也不太懂,所以在网上粗略查了下,如下:从中子星表面到中心,密度从通常的铁晶体密度很快增加到 g/ 。中子星外部有一层等离子体,表面以内是固体外壳,主要由Fe原子核的晶格点阵和简并自由电  详情 回复 发表于 2014-10-30 09:12
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sinosuke 发表于 2014-10-29 21:12 | 显示全部楼层 来自: 澳大利亚–新南威尔士州–大悉尼–悉尼
中子怎么地震?
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 楼主| 哈勃远望镜 发表于 2014-10-30 09:08 | 显示全部楼层 来自: LAN
猎户α 发表于 2014-10-29 19:54
"星震及由此产生的磁星巨型耀斑的烈度将达到23级"。科普一下烈度不是震级,是不是翻译错了 ...

的确应该是震级而不是烈度,感谢指正!
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 楼主| 哈勃远望镜 发表于 2014-10-30 09:12 | 显示全部楼层 来自: LAN
天狼星666 发表于 2014-10-29 20:57
中子星,是全部由中子组成的致密天体,说分层结构是没有意义的。

关于中子星的结构,我也不太懂,所以在网上粗略查了下,如下:从中子星表面到中心,密度从通常的铁晶体密度很快增加到

                               
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g/

                               
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。中子星外部有一层等离子体,表面以内是固体外壳,主要由Fe原子核的晶格点阵和简并自由电子气构成,密度为

                               
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。从外向内密度逐渐增加,高到迫使电子同核内质子结合成一系列富含中子的核,例如

                               
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,接着过渡到内核,开始有自由中子出现,这个过程称为中子漏(neutron drip)。外壳和内壳都是固态的,总厚度大约为1km.内壳以内是核区,当密度增加到

                               
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时,原子核就完全离解消失,中子星物质变成杂有少量电子,质子的连续中子流体。
0b7b02087bf40ad115135981552c11dfa8ecced9.jpg
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愚石 发表于 2014-10-30 13:12 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通
是不是中子星地震值得怀疑。也许是一些爆炸时飞出去的物质因为速度不足又落回到中子星,引起了剧烈的事件。
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wlbx 发表于 2014-10-30 23:19 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州 电信
23级在地球地球就得分两半了。
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