星震

星震

星震(starquake)被看作是中子星外殼的撕裂現象,與地球上發生的地震頗為相似。科學家研究星震有助分析太陽未來變老及死亡。

理論提出

星震星震

美國科學家鄧肯湯普森做出了一種猜測性的解釋:宇宙中存在著一種稱做“磁星”的新星,其密度極大,而且堅硬的外殼包裹著一個奇異的液體核。這顆磁星具有強大的磁場,而磁場的運動又將磁星表面加熱,直到達到極大壓力,磁星破裂。這就是星震,它引發伽馬射線襲擊宇宙。

觀測記錄

1976年11月6日,科學家們觀測並記錄到火星上發生的一次3級左右的星震。火星星震記錄的波形與地球地震記錄的波形圖相似,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。

1979年3月5日,一股噴射而出的伽馬射線突然襲擊了太陽系。天文學家們對它的成因感到困惑不解。

1999年,天文學家將這些星震現象確定是由來自於中子星的伽馬射線和X射線引起的。不過,這些強大爆裂的原因一直是一個謎。

2005年,天文學家觀測到有史以來記錄到的最大規模星震,一顆中子星的“擺動”釋放出大量的X射線,這是來自編號為SGR1806-20“磁星”表面的爆炸,噴射出的能量非常巨大,在1/10秒的時間釋放出的能量是太陽在15萬年釋放能量的總和。

研究介質

中子星外殼中子星外殼"爆裂"

磁星

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。

中子星-內部結構模型圖中子星-內部結構模型圖

宇宙中有非常多的中子星,單在銀河系就有數百萬顆之多,其中一些的磁場比地球高出了數萬億倍,這些星體被稱為“磁星”(magnetars)。“磁星”的內部由密度非常高的中子質子電子以類似液體混合的形式組成,由於具有流動特性“磁星”的核心很容易移動,這使得這種星體的磁場形狀非常奇特。
但“磁星”的外殼是非常堅硬的,主要由鐵元素構成。對於普通中子星來說磁場通過外殼沒有問題,但對於“磁星”來說,磁場與核心相互作用並產生了毫無規律的位移,引起外殼的壓力過大。最終當這種壓力達到一定程度時就產生了外殼爆裂。

迄今為止得到證實的“磁星”有9顆,其中4顆不斷地爆發放射出X射線伽瑪射線。SGR1806-20的磁場比宇宙中其他任何一顆“磁星”都強,是一個軟伽瑪射線復發源。

伽瑪射線-內部結構模型圖伽瑪射線-內部結構模型圖
中子、質子和電子-內部結構模型圖中子、質子和電子-內部結構模型圖

科研作用

揭示紅巨星內部結構

2011年4月,澳大利亞悉尼大學的科學家表示,通過測量紅巨星的“星震”(starquake)來掌握其“脈搏”——運行如此之深的星震可以達到恆星的核心。科學家們通過分析“星震”(starquake)已經發現這些紅巨星核中潛伏的秘密差異。

星震星震

紅巨星是膨脹的,正等待著太陽等恆星開始用盡其燃料的主要來源及核附近的氫,核融合的副產品為太陽提供氦動力,日積月累,迫使氫氣進入核周圍的外殼,並比以前燃燒地更猛烈。據測算,距今約50億年之後,將迫使太陽膨脹到比目前(2011年)大100多倍,並變成一顆紅巨星。

有助分析太陽未來變老及死亡

對這些微波的研究又被稱為星震學,通過對星震的研究能夠揭露那些隱藏在恆星內部不為人知的活動。不同的微波對恆星的不同部分進行調查,通過對這些微波到達恆星內部的深度進行精細對比,研究小組發現了恆星自轉速度的證據。
勒文小組研究的恆星對象是紅巨星。研究預示太陽將會在50億年間變成一顆巨大的紅巨星。它的外層將膨脹到原有體積的5倍,然後迅速冷卻所以它們看起來是紅色的。同時它的核心將會急速壓縮,變成一個非常熱且密集的環境。

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