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銀河最強中子星磁場強度達16億特斯拉,靠近會怎樣?

說起磁鐵,大家都很熟悉。中國古代用磁性的鐵勺子來指引方向,而早在200年前,邁克爾·法拉第(Michael Faraday)利用電磁感應原理第一次演示了旋轉電動機。時至今日,磁鐵已經深入到我們生活的方方面面,幾乎每一臺電動汽車都離不開釹磁鐵,你家裡也許就有幾塊超強吸力的釹磁鐵吧?

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釹磁鐵很危險,要小心

N42級釹鐵硼磁鐵的磁場強度大約為1。3特斯拉(通常用字母“T”表示),你玩它的時候要格外小心,不少人被它夾傷過手指,當兩塊體積稍大的釹磁鐵相互吸引時甚至能造成粉碎性骨折。

若排除機械損傷,總體而言磁場對人來講是安全的,即便是磁場強度達到3T的磁共振成像儀(MRI),我們在做檢查時也不會感覺有什麼不適(當然啦,有些人會因為機器狹小的空間和嗡嗡聲而緊張)。

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一輛輪椅被MRI磁場吸住

沒有感覺不代表身體不發生變化,磁共振成像儀原本的名字是“核磁共振成像儀(NMRI)”,之所以把“核”字去掉,是因為避免有人產生“有放射性”的誤會。實際上磁共振成像的原理就是某些原子核(比如氫原子)會在強磁場的作用下產生自旋極化,掃描器的線圈透過接收這些原子極化產生的電磁波變化來形成影象,只要離開磁場,一切恢復正常。

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釹磁鐵很強悍

無論是做幾分鐘磁共振檢查,或者拿兩塊碩大的釹磁鐵玩一個下午,磁場都不會對我們造成傷害。原因只有一個:磁場不夠強。

地球因為有磁場才抵擋了強烈的宇宙射線,護佑萬千生物不受太陽風傷害,但地球的磁場強度僅在25~65μT(微特斯拉)之間;太陽是我們的恆星,它的兩極磁場也只是地球的4倍,太陽黑子的區域性磁場可以達到0。3T。總體而言其磁場強度都遠低於我們玩的釹磁鐵。

但宇宙中的磁星卻是一個危險的存在。

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磁星磁場激發強大的X射線和伽馬射線

磁星是一種中子星,或者說它是中子星演化過程的一個階段。與其它中子星一樣,磁星的直徑僅20公里左右,密度卻極大,大約每1湯匙磁星物質質量就超過1億噸,不同的是它擁有10~100億特斯拉的超強磁場。

如果把“慧眼”新發現的磁星放在距離地面20萬公里(地球與月球中間)的位置,它強大的磁場能使地球上所有的銀行卡消磁。要是它處在距離地面1000公里的近地衛星軌道(忽略引力),磁場可能令所有東西——包括地球本身——“熔化”。

我們知道所有物質都由原子構成,帶負電的電子繞著帶正電的原子核運動。當原子處在磁星這樣的極強磁場中,電子軌道會因電磁感應發生扭曲,原子被拉成細長的針狀,一切都會被破壞掉。

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磁星想象圖

所幸這一切都不會發生,銀河系裡大約有3000萬顆磁星,它們距離地球都非常遠,我們完全感受不到它的磁場。“慧眼”之所以能探測到磁星J0243。6+6124,是因為它的超強磁場導致了非常強烈的X射線和伽馬射線爆發,透過對X射線特徵的探測分析,我們就能知道其表面磁場究竟有多強了。

參考資料及圖片來源:

維基百科:磁星,恆星磁場,太陽,地球磁場,磁共振成像,釹磁鐵

physicsworld。com:“磁鐵,磁鐵,磁鐵:我們需要大量的磁鐵來實現綠色經濟”

通用電氣gehealthcare。com:“what does tesla mean for an MRI and its magnet”