IT之家 6 月 15 日消息，磁星是指具有超强磁场的中子星，其强度超过普通冰箱磁铁的 10 万亿倍，爆发时释放的能量足以照亮整个星系，被认为是宇宙中最“恐怖”的实体之一。
据新华社报道，中国科学院云南天文台研究团队首次将太阳爆发理论拓展到磁星环境，找到了磁星产生超级爆发的“临界钥匙”。
该研究以太阳爆发 CME 理论为基础，建立了磁星（magnetar）巨耀发的三维磁通量绳灾变模型并得到了巨耀发产生的必要条件，为理解磁星的磁场驱动的爆发过程提供了新的视角。
磁星主要包含反常 X 射线脉冲星（AXP）和软伽马重复爆（SGR）。此类天体数量稀少，目前一共探测到大约 30 多个，它们具有超强的磁场（B=1014-1015G）。SGR 还会产生一些能量巨大、持续时间长的巨耀发。这种巨耀发释放的能量范围在 1044-1047 尔格，是目前已知的宇宙中罕见的最剧烈的能量爆发事件之一。
目前人们对巨耀发产生机制的具体细节了解较少，本工作建立了一个三维磁通量绳灾变模型来研究磁星巨耀发的磁能储存和释放过程，通过模型计算磁星在不同参数下能否爆发，从而得到磁星产生巨耀发的一个理论判据。
“磁星上扭曲的螺旋磁结构（又称磁通量绳），就像一根受外力挤压的弹簧。”论文第一作者、中国科学院云南天文台蒙盈博士介绍，“我们通过建模计算发现，当磁星作用在磁通量绳上的引力与磁力之比小于 0.48 时，磁通量绳会如同被压缩到极限的弹簧突然挣脱束缚，猛烈弹射出去。”
这项工作通过解析方式计算了穿过中子星表面的圆形磁通量绳产生的磁场分布。以此为基础，分析了其受到洛伦兹力、磁张力和重力联合作用时的平衡情况，以及研究了在中子星背景偶极磁场变化时平衡的稳定性。
该研究得到了系统失去平衡产生灾变的必要条件的一个简单判据，即当特征参量 η= GMm/(R4B2)<0.48 时（G 是牛顿引力常数，M 是恒星质量，m 是抛射物质量，R 是恒星半径，B 是偶极磁场强度），系统才可能出现平衡失稳从而产生爆发过程。
该判据给出了磁星巨耀发产生的磁场下限，结合中子星的磁场与自转周期的关系，得到了周期与周期变化率图上磁星巨耀发产生的理论参数范围，与观测结果符合。此外，本方法以后也能尝试应用到其它天体的磁场爆发过程。将其应用于太阳，可以获得抛射物质量的理论上限为 1017 克与观测相符。
IT之家查询发现，相关论文已于 5 月 9 日发表于天体物理学期刊《皇家天文学会月刊》上，论文地址：
https://doi.org/10.1093/mnras/staf765
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