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這顆中子星瘋狂旋轉的同時竟會迸發伽馬射線!

http://finance.sina.com   2019年10月02日 16:00   

脈衝星旋轉時發出的輻射光束。(Image: © Shutterstock)脈衝星旋轉時發出的輻射光束。(Image: © Shutterstock)

  來源:牧夫天文微信公衆號

  一顆每秒旋轉707次,速率令人難以置信的中子星,同樣會向宇宙發射出強大的伽馬射線脈衝。

  儘管還不清楚確切數值,但它距離地球至少4400光年(稍後詳述)。這顆脈衝星是由巨型恆星坍縮成的中子星,緻密,旋轉快速。脈衝星具有很強的磁場,當它們旋轉時,會沿着兩個磁極發射出輻射光束。並且就像燈塔的光束,只有當它正好指向地球時地球人才能看到這些光線,因此脈衝星看起來一直在衝着我們“眨眼”。 

  新發現的這顆脈衝星名爲PSR J0952-0607。據馬克斯普朗克引力物理研究所稱,它最初由費米伽馬射線太空望遠鏡於2017年發現,但當時並未探測到伽馬射線暴。然而,低頻陣列射電望遠鏡檢測到了來自恆星的脈動無線電信號,這使科學家們能夠得出一些初步的結論:J0952-0607是一對雙星的一部分,與一顆質量爲太陽五十分之一的伴星繞引力中心6.2小時運行一週,每秒旋轉707次使其成爲有史以來速度第二快的中子星。(據《科學》雜誌2006年報道,速度最快的中子星每秒旋轉716次。)

  伽馬射線搜索

  揭祕J0952-0607伽馬射線束是一項棘手任務。由馬克斯普朗克研究所的博士生拉爾斯·尼德(Lars Nieder)領導的研究人員需通過一臺名爲Atlas的超級計算機,從費米伽馬射線望遠鏡八年的數據中搜尋恆星電磁束的任何細微跡象。

  尼德在一份聲明中說:“這一搜索項目極具挑戰性,因爲費米伽馬射線望遠鏡在8.5年的觀測中僅記錄了約200次來自微弱脈衝星的伽馬射線。在這段時間內,脈衝星旋轉了2200億次。換句話說,在十億次觀測中只有一次觀測到了伽馬射線!”

  幸運的是,研究人員能夠檢測到這些信號,從而證實J0952-0607確實是一顆脈衝星。但是他們還發現了關於極端中子星的一系列全新問題。

  恆星之謎

  第一個令人驚異的點是費米伽瑪射線望遠鏡在2011年7月之前並沒有檢測到來自中子星的任何伽瑪射線脈動。也許是脈衝星的軌道發生了變化,地球開始檢測到它的射線束,但尼德和他的同事們找不到任何軌道改變的證據。脈衝星發出的伽瑪射線的數量可能也發生了變化,但是鑑於這是來自遙遠恆星的已經十分微弱的信號,科學家們無法檢驗這個想法是否正確。

  另一個迷惑的點:脈衝星實際有多遠?光學望遠鏡的觀測顯示,快速旋轉的脈衝星與其伴星正在宇宙中火熱“鬥舞”,並且伴星的同一側始終面向脈衝星(在地球上可以檢測到由這種相互作用引起的雙星兩面之間的熱差)。然而有趣的是,無線電測量結果表明脈衝星及其伴星距離地球4400光年,光學測量則推測它們約在13200光年之外。目前尚不清楚哪個結果是正確的,以及測量結果之間爲何會有如此大的差異。

  距離問題事關重要,如果光學測量正確,基於以往對脈衝星系統的測量結果,伴星密度將符合預期計算。但如果無線電測量結果更接近實際,則意味着伴星十分緻密,這在以往的脈衝星伴星中從未有過。

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