宇宙的新星：揭秘Swift J1818.0−1607的奇迹

科学家们估计太阳大约在5亿年前诞生，而宇宙本身则有13.4亿年的悠久历史。我们夜空中所能见到的绝大多数恒星都在数百万年到数十亿年前诞生。这对于宇宙而言，时间尺度是如此之长。最近，在《天体物理学通讯》上发表的一项研究发现了一个令人震惊的中子星，它被称为Swift J1818.0−1607：它只有240岁！这颗Swift J1818.0−1607的发现发生在2020年3月12日，当时，尼尔·盖赫勒斯超快探测器（Swift）上的爆发警报望远镜捕捉到了来自遥远空间的一个强烈爆发事件[1]。紧接着，Swift对这个爆发方向进行了深入观察，并检测到了一个新的X射线源，这个源被命名为Swift J1818.0−1607（图1）。随后的观测[2][3][4]证实了从Swift J1818.0−1607传来的辐射以每1.36秒的间隔周期性闪烁，而且这一间隔随着时间逐渐加长。最终，研究人员得出结论， Swift J1818.0−1607是一个高速自转且极其强大的磁场中子星。

图1:ESA XMM-Newton望远镜拍摄到的最新脉冲星——20公里直径、质量半千万倍地球的大城镇大小，但重量却超过太阳两倍。在这样的密度下，即便一立方厘米的中子星物质在地球上也会有100万吨重（黑洞才是更高密度的事物）。

要了解为什么中子星这么密，我们需要谈谈原子的构造。一颗原子由一个核心和围绕核心旋转的小小电子组成。而核桃形状的小核心又由无数次缩小至微型化状态的小核组成。如果将这个核比作棒球，那么整个原子就像是城市那么大。但是在经历漫长演变后，一些恒星最终变得如此紧凑，以至于它们内部几乎没有任何空间可言。在这种情况下，即使相邻两个核之间只有一粒核大小距离，也无法形成正常结构；普通材料中的空气完全消失不见，只剩下自由流动中的自由粒子——即这些稀土元素变成了纯粹形式存在于一种“溶液”状态。

图2: 中子的这些特征让它成为宇宙里最致密对象之一，其直径仅20公里，但具有地球质量的一半左右，比太阳还要重四分之一。

那么这样一颗巨大的压力如何产生呢？通常情况下，对于像我们的太阳那样的恒星来说，由于内外力的平衡，它们保持稳定；引力试图向中心压缩，而内部压力则推开，使得恒星保持一定程度的平衡。但当一次或多次超级新娘碰撞或者其他影响导致恒心失去稳定时，这种平衡就会破裂，最终导致某些巨大的氢燃烧过程结束，从而形成如今我们所见的地球、火山和海洋等景象。这一切似乎都是为了迎接生命与光明进入这个世界，为此过程提供必要条件。不过，还有另一种可能性存在，即通过慢慢冷却并膨胀，这样一来，便可能再次出现适合生命存活的地球环境。