2018年10月29日 星期一

令科學家難以置信的是:宇宙中存在最慢脈衝星,與現實恰恰相反






脈衝星是宇宙中最神秘的天體之一。它是中子星的一種。這些快速旋轉的脈衝星不僅密度大得令人難以置信,而且它們還能發射出高能量的射線。脈衝星的旋轉速度非常一致,就像時鐘一樣,每一圈的時間都是相等的。這就是為什麼它們常常被稱為「宇宙燈塔」的原因。然而,與陸地燈塔不同,脈衝星閃爍的速度高達每秒716次。這是宇宙中目前旋轉最快的速度,但是現在,令科學家難以置信的是,他們在宇宙中發現了旋轉速度最慢的脈衝星,這與我們所認知的現實恰恰相反。



這顆脈衝星位於大約1400萬光年之外,它以一種悠閑的速度旋轉,每23.5秒一次。它是由曼徹斯特大學博士生譚家民領導的研究小組發現的。該研究發表在《天體物理學雜誌》上。作為洛馬陣列全天空測量(LOTAAS)的一部分,譚家民博士和她的同事在整個北部天空搜尋有趣的脈衝星,他們在脈衝星PSRJ0250+5854中發現了一個這顆與眾不同的天體。當一顆質量在10到30倍之間的大質量恆星到達其核燃燒生命的盡頭時,它就砰的一聲熄滅了,就像一顆美麗的超新星一樣爆炸了。



雖然絕大多數爆炸恆星的物質在這一劇烈的事件中被吹走,但它也會使恆星的核心坍塌,留下一個異常稠密的恆星屍體中子星。這些中子星中的物質是如此緊密地聚集在一起,它一茶匙的物質比海洋中所有的魚都重。由於這些中子星比它們的原始祖先要小得多,為了保持角動量,它們必須大幅度地提高它們的自旋速率。由於這些中子星存在很強的磁場,當恆星快速旋轉時,它的磁場運動產生了一個強大的電場,而磁場反過來又將附近的帶電粒子加速到難以置信的速度。這就產生了強大的帶電粒子噴流和脈衝星的標誌輻射。




隨著時間的推移,從脈衝星極射出的噴流會緩慢地剝奪恆星的能量,從而使恆星的旋轉速度減慢。最終,在僅僅10到1億年之後,脈衝星被認為會放慢到使其噴流的磁性機制停止工作的程度。這時,科學家說脈衝星已經到達了「死亡線」。根據這項研究,關於PSRJ0250+5854的奇怪之處在於,「脈衝星超出了常規脈衝星死亡線,在那裡無線電發射有望停止。」來自阿姆斯特丹大學的合著者傑森?黑塞爾在一份聲明中說道:「這個發現完全出乎意料,脈衝星能夠如此緩慢地旋轉,仍然能產生無線電脈衝,這讓我們還是有點震驚。



顯然,射電脈衝星比我們預想的要慢。這對我們的理論提出了挑戰,並告訴我們脈衝星是如何發光的。」該團隊將繼續篩選LOFAR調查收集的數據,希望能發現更多迷人的破模脈衝星。就PSRJ0250+5854而言,他們計劃使用歐洲太空總署的XMM-牛頓太空望遠鏡,對該天體進行更詳細的研究。這個望遠鏡是為探測X射線而設計的,如果探測到超慢脈衝星是X射線的來源,那麼這將對它的歷史和起源提供重要的見解。




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