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NASA探测到中子星前所未见的新特征 将提供科学研究的新颖角度

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-09-18 15:48:01

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(图源:NASA)

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的哈勃太空望远镜探测到附近一颗中子星发出的一种不同寻常的红外光,可能预示着以前从未见过的新特征。

一种可能是中子星周围有一个尘埃盘;另一种解释是,中子星释放出了高能风,并在中子星经过的宇宙空间中猛烈撞击,变为气体。

研究人员说,尽管对中子星人们通常是通过无线电和高能辐射(如X射线)来研究的,但这项研究表明,通过在红外线中研究中子星,也可以获得新的、有趣的信息。

这项观察是由来自不同大学的一组研究人员进行的,其中有来自宾夕法尼亚州立大学的,还有来自土耳其伊斯坦布尔的萨班哲大学的和来自亚利桑那州图森市的亚利桑那大学的。

这项研究可以帮助天文学家更好地了解中子星的演化过程。中子星是一颗大质量恒星爆炸形成超新星后形成的密度极高的残余物质。

中子星也被称为脉冲星,因为它们的快速旋转(通常是几分之一秒,在这个项目中是11秒)及其磁轴和自转轴并不重合,会导致其磁场旋转时所产生的无线电波等各种辐射的时变发射,可能会以一明一灭的方式在宇宙中传播。

它们是恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸之后,可能成为的少数形态之一。

2018年9月17日发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文描述了这项研究以及对这一不寻常发现的两种可能解释。

“这个中子星属于附近的七颗X射线脉冲星之一——绰号“七剑客”——温度比他们应该所处的温度还要高,考虑到它们的年龄和旋转能量损失提供的可用能源库。”宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学副教授、论文的主要作者Bettina Posselt表示。

“我们在这颗名为RX J0806.4-4123的中子星周围观测到了一大片红外辐射,其总大小相当于脉冲星假设距离的200个天文单位(约180亿英里)。”

这是第一颗只有在红外光中才能看到扩展信号的中子星。

研究人员提出了两种可能的解释,可以解释哈勃观测到的红外信号的扩展。

首先是脉冲星周围有一个圆盘状的物质——可能大部分是尘埃。

Posselt说:“有一种理论认为,在超新星爆炸后,中子星周围可能存在所谓的‘备用盘’,里面的物质会聚集在一起。”

这样一个圆盘将由大质量恒星的起源物质组成。它随后与中子星的相互作用可能使脉冲星升温并减慢其自转速度。

如果被证实为超新星的备用盘,这个结果可能会改变我们对中子星演化的一般理解。

第二种可能的解释是这个中子星发射出的红外辐射是“脉冲星风星云”。

Posselt说:“脉冲星风星云的产生需要中子星呈现出脉冲星风。当粒子在强磁场中子星快速旋转产生的电场中加速时,就会产生脉冲星风。”

当中子星以超过音速的速度穿过星际介质时,在星际介质和脉冲星风相互作用的地方就会形成冲击。

受到冲击的粒子会发射同步加速器辐射(高能带电粒子在磁场中作圆周运动产生的辐射),从而产生我们看到的延伸的红外信号。

“通常情况下,脉冲星风星云是在X射线中看到的,而仅红外的脉冲星风星云将是非常不寻常和令人兴奋的。”

利用美国国家航空航天局即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,天文学家将能够进一步探索这个新展现在人们面前的红外发现空间,以更好地了解中子星的演化。

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