慢速旋转的射电中子星打破了所有规则

商业作者 / 花爷 / 2025-01-16 02:00
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    来自悉尼大学和澳大利亚国家科学机构CSIRO的澳大利亚科学家发现,一颗中子星的旋转速度可能比以往任何测量到的都要慢。

  

  来自悉尼大学和澳大利亚国家科学机构CSIRO的澳大利亚科学家发现,一颗中子星的旋转速度可能比以往任何测量到的都要慢。

  在迄今发现的3000多颗发射无线电的中子星中,还没有发现其他中子星旋转得如此缓慢。研究结果发表在今天的《自然天文学》上。

  该研究的主要作者、悉尼大学天文研究所的玛尼莎·凯莱布博士说:“发现一颗中子星以这种方式发射射电脉冲是非常不寻常的。信号以如此缓慢的速度重复,这一事实非同寻常。”

  这颗不寻常的中子星发射射电光的速度太慢,无法符合目前对射电中子星行为的描述。这为恒星物体复杂的生命周期提供了新的见解。

  在它们生命的尽头,大约10倍太阳质量的大恒星会耗尽它们所有的燃料,在一场壮观的爆炸中爆炸,我们称之为超新星。剩下的是恒星残骸,其密度是太阳质量的1.4倍,被压缩成一个直径只有20公里的球。

  物质非常致密,带负电荷的电子被压碎成带正电荷的质子,剩下的是由数万亿个带中性电荷的粒子组成的物体。一颗中子星诞生了。

  考虑到这些恒星坍缩的极端物理条件,中子星通常以令人难以置信的速度旋转,只需几秒钟甚至几分之一秒就能绕轴完全旋转。

  现在,悉尼大学和CSIRO的天文学家们发现了一个紧凑的物体,它以相对较慢的周期(不到一小时)重复着它的信号。

  这一发现是由CSIRO的ASKAP射电望远镜在西澳大利亚的Wajarri Yamaji国家发现的。

  ASKAP射电望远镜可以同时看到天空的大部分,这意味着它可以捕捉到研究人员甚至没有寻找的东西。

  CSIRO的科学家Emil Lenc博士是这篇论文的共同主要作者,他说,如果不是ASKAP独特的设计,他们不会发现这个奇怪的物体。

  “当我发现这个物体在数据中缓慢闪烁时,我们正在同时监测伽马射线源并寻找快速无线电爆发。在一个视野中有三种截然不同的东西,”他说。

  “ASKAP是世界上进行这类研究的最好的望远镜之一,因为它不断扫描如此多的天空,使我们能够发现任何异常。”

  如此长周期信号的起源仍然是一个深刻的谜,尽管两种类型的恒星是主要的嫌疑人——白矮星和中子星。

  “有趣的是,这个物体如何显示出三种不同的发射状态,每种状态的特性都与其他状态完全不同。南非的MeerKAT射电望远镜在区分这些状态方面发挥了至关重要的作用。如果这些信号不是来自天空中的同一点,我们就不会相信是同一个物体产生了这些不同的信号,”凯勒博士说。

  虽然一颗具有极强磁场的孤立白矮星可以产生观测到的信号,但令人惊讶的是,附近的高磁场孤立白矮星从未被发现。相反,具有极端磁场的中子星可以很好地解释观测到的辐射。

  虽然一颗缓慢旋转的中子星是可能的解释,但研究人员表示,他们不能排除该物体是与一颗中子星或另一颗白矮星组成的双星系统的一部分。

  要确认该天体是中子星还是白矮星,还需要进行更多的研究。无论哪种方式,它都将为这些极端物体的物理学提供有价值的见解。

  “它甚至可能促使我们重新考虑几十年来对中子星或白矮星的理解;它们是如何发射无线电波的,以及它们在我们银河系中的数量是多少,”迦勒博士说。

  著名射电天文学家、悉尼大学物理学院院长塔拉·墨菲教授说:“在我们的新望远镜问世之前,动态射电天空一直相对未被探索。现在我们能够深入地观察,我们经常能看到各种不同寻常的现象。这些事件让我们了解了物理在极端环境下是如何工作的。”

  下载研究人员Caleb博士和Lenc博士的照片,CSIRO的ASKAP射电望远镜和艺术家的描述。

  CSIRO承认Wajarri Yamaji是Inyarrimanha Ilgari Bundara (CSIRO Murchison射电天文台站点,ASKAP所在地)的传统所有者和土著所有权持有人。

  最初由悉尼大学出版。

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