日本FUGAKU(富岳)超级计算机上的高分辨率模拟显示,两颗中子星并合后,剧烈湍流可能在数毫秒内把磁场放大到磁星级别。磁星是磁场极强的一类中子星,与软伽马重复暴等强辐射现象有关,也被认为可能是部分快速射电暴的来源之一。

研究团队模拟了两颗质量各为太阳1.35倍的中子星相撞,空间分辨率达到6.25米,计算总量约5.3亿核心小时。模型初始磁场最高约3.16万亿高斯,与已观测双星脉冲星磁场的较高范围相符。研究结果发表于预印本,并于2026年9月获《物理评论快报》接收。
两颗中子星接触时,速度不同的物质层交界处会产生“开尔文 - 亥姆霍兹不稳定性”,引发强烈湍流,拉伸并增强磁场。模拟显示,并合后约3毫秒内,磁场增长至预期饱和值,电磁能量约达10⁵⁰尔格;小尺度磁场随后推动更大尺度磁场增强。约5毫秒后,恒星尺度磁场由初始的约3.16万亿高斯升至约1000万亿高斯,局部区域更高。
研究人员提醒,模拟尚未完全涵盖真实天体中极小尺度的湍流耗散,按更接近天体物理条件的模型外推,恒星尺度磁场强度可能被高估约10倍;即便如此,估计仍可达到约100万亿高斯,处于磁星范围。模拟产生的磁场主要集中在并合残骸的赤道附近,还不是能驱动相对论喷流的规则极向磁场;后续可能需要磁旋不稳定等机制继续放大和重整磁场。
双中子星并合的残骸最终可能成为黑洞,也可能暂时留下质量巨大的中子星。研究团队据此认为,除非残骸迅速坍缩成黑洞,并合后可能会短暂形成磁星。此次计算只覆盖碰撞后的最初数毫秒,磁场之后如何演化、能否驱动高能爆发,以及这颗中子星最终能存活多久,仍需更长时间的模拟才能判断。

