对于高能天体物理学家来说，宁静美丽的夜空是世界上最美丽的假象。“那儿其实是一个野生动物园，”美国航空航天局马休空间飞行中心的克里莎 · 库维利奥多（Chryssa Kouveliotou）说。她和她的同事正在研究宇宙中最具有野性、最让人难以捉摸的物体，这就是我们所知的软γ射线再现源（SGR）和反常X射线脉冲星（AXP）——这两种天体用它们惊人的相似之处已嘲弄了天文学家达十几年之久。
SGR和AXP的主要不同之处是，SGR具有更“硬”的光谱（含有更多的高能辐射），而且不像AXP，它们瞬间爆发。库维利奥多说，第一个被识别出的SGR——大麦哲伦星云中的SGR0526-66——如果在今天被发现也许会被分类定性成AXP。1983年以来，没有人探测到0526-66的爆发，而且由加州理工大学的希瑞尼万斯 · 库加尼（Shrinivas Kulkarni）领导的小组通过钱德拉X射线天文台观测发现，0526-66的光谱已变得非常的“软”。
急剧上升的星震
1979年，当轨道卫星和行星际空间探测器记录到一系列强大的X射线和γ射线爆发时，SGR的故事开始了，没有人知道它们是什么。大多数天文学家把它们分类为γ射线爆，但是其中有一次爆发很特别。
1979年3月5日，它出现了，比当时已知的任何一次γ射线爆都要亮，而且包含有更多的低能辐射，之后它一次又一次的爆发，以4年为一周期。更为重要的是，“普通”的γ射线爆发生在宇宙中“空无一物”的地方，但是SGR0526-66在被定位之后——却属于银河系的伴星系、距我们17万光年的大麦哲伦星云中的一个年轻的超新星遗迹。
到1986年，γ射线爆研究人员已经识别出另两个具有相同特征的射线源：有多次的短时间爆发；具有“软”光谱（有相对高的低能辐射）；以及与超新星遗迹有可能的联系。尽管被得克萨斯大学理论天体物理学家罗伯特 · 邓肯（Robert Duncan）称之为“硬X射线闪现源”更贴切，但这3个古怪的天体最终还是被命名为“软γ射线再现源”。
罗伯特 · 邓肯以及加拿大理论天体物理学院的克利斯托夫 · 汤普孙（Christopher Thompson）推测，具有强磁场的中子星的星震产生了这些再现源。在《天体物理》杂志上他们从理论的角度预言了这些古怪的天体的存在，并且为之取名“磁星”（magnetar）。
和其他的中子星一样，磁星诞生于大质量恒星的超新星爆发。恒星的核塌缩成一个高速旋转的高密度中子球，其外层是一个1公里厚的固态铁硬壳，结果就形成了宇宙中密度最大的物质——一个恒星的物质被压进了比华盛顿特区还小的球内。
由它们快速的无线电脉冲显示，中子星在疯狂地自转，其中一些每秒钟转数百圈。在磁星的内部，刚形成的中子星的旋转速率高得足以使其内部的导电液体流动而变成发电机，产生高达1000万亿高斯的磁场。这一磁场是射电脉冲星的1000倍，是冰箱磁铁的10万亿倍。按照邓肯和汤普孙的模型，如此强的磁场会周期性地使中子星的外壳变形、爆裂，产生星震和震波，它们会释放出巨大的能量并发射出快速运动的元粒子流和高能辐射。
1998年当库维利奥多和她的同事发现有一个SGR在几年时间中就减速了0.1%时，磁星模型得到了证据。假设减速是磁场减速所引起的（唯一可行的解释），库维利奥多推测其磁场强度可达800万亿高斯——与磁星模型相吻合。“我认为这一证据是吸引人的，”邓肯说。大多数的天体物理学家也表示同意；近年来磁星模型在理论解释SGR上独占鳌头，无出其右者。
普遍存在的能量源
哈佛-史密松天体物理中心的皮纳克 · 卡特瑞（Pinaki Chatterjee）、拉斯 · 亨奎斯特（Lars Hernquist）以及瑞马什 · 纳瑞亚（Ramesh Narayan）建立了一个模型，其中AXP由超新星爆发的残骸来提供能源。“我们发现在宇宙中吸积是普遍存在的能源，它为大多数的X射线脉冲星提供能量，”美国航空航天局戈达德飞行中心的大卫 · 马斯登（David Marsden）说，他也持有相同的观点，“因此我们有一个强烈的愿望，就是用吸积模型来解释AXP。”
然而，其他的模型也在兴起。几年前，普林斯顿大学的伯丹 · 帕克金斯基（Bohdan Paczynski）提出一个完全不同的理论。按照他的想法，AXP不是由下落的气体提供能量，而是由其自身损失的角动量来提供能量。帕克金斯基的计算表明，一颗小中子星没有足够的角动量来做到这一点；为了这一机制奏效，这一天体必须具有相同的质量但要大得多——也许这吸引人的天体可以由两颗白矮星合并而成。
荷兰乌得勒支大学的马蒂 · 库科维琼克（Martenvan Kerkwijk）对此表示怀疑：白矮星模型有太多的问题，最主要的是无法解释为什么一些AXP与超新星遗迹有联系。但库科维琼克认为吸积模型也有致命的错误。事实上，新的观测数据似乎会把它们排除掉。
与乌得勒支大学的费迪 · 福勒曼（Ferdi Hulleman）和库加尼一起，库科维琼克使用10米的凯克望远镜来识别6个AXP之一的4U 0142+61的光学对应体。在去年12月7日出版的《自然》杂志上，他们说这一光学对应体的亮度比用吸积模型推算的要暗得多。邓肯表示同意，他说：“化石盘（fossildisk）模型确实被证明有误。”
为了解释AXP，邓肯和库科维琼克想到了并很好地解释了SGR的模型：磁星。他们指出理论模型显示磁星是短命的。在10000年左右之后，中子星冷却下来，随之它们的磁场能源也被切断。这也许可以解释SGR如何演化成AXP。磁星可以经历星震，产生软γ射线10000年，之后当磁场能耗尽后便停止了爆发。在之后的100000年内，其磁场仍强得足以产生稳定的X射线脉冲，并且磁星会变成可见的AXP。再以后，它会逐渐地衰弱并最终消失。
知己或是陌生人？
坚信这一理论的人会发现，许多天文学家有他们自己的疑问。“磁星只是基于假设的天体，”卡特瑞说，他指出唯一有关强大磁场的证据来自对脉冲星自转的测定而不是直接的测量。至于4U 0142+61，他补充说，需要在其他波段对其进行更详细的观测以后，才能确定它对吸积模型的影响。
同时，一些惊人的证据显示这两种神秘的天体可能是完全不同的两类。麻省理工学院的布莱恩 · 加斯勒（Bryan Gaensler）研究SGR和AXP时把它们与超新星遗迹联系了起来。从年龄、到超新星遗迹的距离以及中子星到遗迹中心的位移，计算表明AXP正以每秒500公里的速度离开超新星遗迹。这是在预想之外的，因为中子星被认为是从超新星爆炸中创生的。但更惊人的是，SGR的速度似乎是AXP的4倍。
库维利奥多说，这一速度的差别提出了一个困难的选择。如果天文学家已使中子星和超新星遗迹相匹配，那把SGR和AXP联系起来就十分困难了，而且它们还具有差别如此大的速度。相反地，如果它们被联系在一起，那么其中至少有一个“与超新星遗迹的联系是错的，”库维利奥多说。
库科维琼克承认与超新星的联系可以变得更有说服力：尽管大多数的SGR和AXP似乎与超新星遗迹有联系，但是6个已知的AXP中只有2个、4个已知的SGR中也只有2个与超新星遗迹的联系比较的明朗。至于第3个SGR，中子星离开超新星遗迹太远了以至于如果它们真的有联系，中子星必须以每秒2900公里的速度运动。加州大学伯克利分校的凯文 · 胡瑞利（Kevin Hurely）希望通过使用钱德拉来测量X射线源的位移来检查这些计算的结果。
最终，AXP和SGR的联系（如果有的话）将取决于更多的数据。不幸的是，即使是最灵敏的轨道天文台或是地基望远镜都无法探测超强的磁场，这是证明磁星模型正确与否的关键。但它们也许可以揭示AXP是否通过吸积产生能量，或者它们中的任何一个是否与帕克金斯基的合并白矮星相符。如果观测排除了这些选择，那么磁星模型看起来会越来越有希望。
而且如果磁星普遍存在，邓肯说，一个结果就是磁星可能不是我们所想的那样稀少。从理论预计的寿命和目前已知的SGR和AXP的数量，可简单的计算出，在银河系每1000年会诞生一颗新的磁星。与此同时，1000万个“已死”的磁星可能正急速穿过星际空间——黑色的野兽正在宇宙夜幕的掩饰下潜行。
[Science，2001年1月5日]