2020年10月5日，距離我們星球約3萬光年的一顆早已死亡的恆星的快速旋轉殘餘物經歷了速度上的突然變化。在一個宇宙的瞬間，它的旋轉速度減慢了。幾天后，它突然開始發射無線電波。

這讓萊斯大學的天體物理學家Matthew Baring和他的團隊能夠測試一個關於SGR 1935+2154的不尋常的減速原因的新理論，或者說是”反差錯”，這是一顆被稱為磁星的高磁性中子星，由專門的軌道望遠鏡及時測量。

在本月發表在《自然-天文學》上的一項研究中，巴林和合著者使用來自歐洲航天局X射線多鏡任務（XMM-牛頓）和美國宇航局中子星內部成分探測器（NICER）的X射線數據來分析該磁星的旋轉。觀察表明，突然的減速可能是由該恆星表面的火山狀破裂引起的，該破裂將大量粒子的”風”噴入太空。

這項研究確定了這種風如何能夠改變恆星的磁場，以及可能開啟無線電發射的條件，這些無線電發射隨後被中國的五百米口徑球面望遠鏡（FAST）所測量。

馬修-巴林是萊斯大學的物理學和天文學教授

“人們推測，中子星的表面可能有類似於火山的東西，”物理學和天文學教授巴林說。”我們的發現表明，情況可能是這樣的，在這個場合，破裂很可能是在該星的磁極或附近。”

SGR 1935+2154和其他磁星是一種中子星，是在強烈引力下坍塌的死星的緊湊殘骸。磁星大約有十幾英里寬，密度和原子核一樣大，每幾秒鐘旋轉一次，具有宇宙中最強烈的磁場。

磁星釋放出強烈的輻射，包括X射線和偶爾的無線電波和伽馬射線。天文學家可以從這些輻射中解讀出許多關於這些不尋常的恆星的信息。例如，通過計算X射線的脈衝，物理學家可以計算出一個磁星的旋轉週期，或者它進行一次完整的旋轉所需的時間，就像地球在一天內所做的那樣。磁星的旋轉週期通常變化緩慢，需要數万年的時間來減緩每秒一次的旋轉。突發事件是指旋轉速度的突然增加，這往往是由恆星深處的突然轉變造成的。

巴林說：”在大多數突發事件中，脈動週期變短，意味著恆星的旋轉速度比原來快一些。教科書上的解釋是，隨著時間的推移，恆星的外層、磁化層變慢了，但是內部的、非磁化的核心卻沒有。這導致了這兩個區域之間的邊界上的應力積累，而一個突發事件預示著旋轉能量突然從旋轉較快的核心轉移到旋轉較慢的地殼。”

磁星的突然旋轉變慢是非常罕見的，天文學家只記錄了三次，包括2020年10月的事件。雖然變慢可以按常規用恆星內部的變化來解釋，但反過來可能無法解釋。巴林的理論是基於這樣的假設：它們是由恆星表面和周圍空間的變化引起的。在新的論文中，他和他的合著者構建了一個火山驅動的風模型來解釋2020年10月反褶皺的測量結果。

該模型只使用標準的物理學，特別是角動量的變化和能量守恆，來解釋旋轉減速的原因。”一個強大的、大質量的粒子風從恆星上噴出幾個小時，可以為旋轉週期的下降建立條件。計算表明，這樣的風也將有能力改變中子星外磁場的幾何形狀。這可能是源自於一個類似火山的形成，因為X射線脈動的一般特性很可能要求風從表面的一個局部區域發起。”

他說：”2020年10月事件的獨特之處在於，就在事件發生的幾天后，有一個來自磁星的快速無線電爆發，以及此後不久開啟的脈衝式、短暫的無線電發射，我們只看到過少量的瞬時脈衝射電磁星，這是我們第一次看到一個磁星的射電開關幾乎與”反差錯”事件出現。”

巴林認為，這種時間上的巧合表明反差錯和無線電發射是由同一事件引起的，他希望對火山活動模型的額外研究將提供更多的答案。

他說：”風的解釋提供了一條理解為什麼無線電發射會開啟的路徑。它提供了我們以前沒有的新見解”。