史上最慢脉冲星发现记

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编译:大风吹

校对:王婧彧 赵炜

审阅:梁美珍

美编:崔郁

后台:胡永葳

图片来源:南非射电天文台

天文学家利用MeerKAT天文台(位于南非,为中频碟形天线阵列,如图)发现了一个奇怪的脉冲星。它每76秒旋转一次,比之前的记录保持者慢三倍。

这个发现,为我们的中子星动物园增加了一个新物种。这些大质量恒星死亡后所残留的磁性遗骸,向我们展现了中子星的多样性。

5月30日,研究人员在《自然-天文学》杂志上发表文章称,新发现的高磁性脉冲星具有令人惊讶的长旋转周期,这给现有理论的解释带来了挑战。这颗脉冲星的学名是PSR J0901-4046,它的灯塔式无线电波束大约每76秒从地球上扫过一次——比以前的记录保持者慢了三倍。

虽然它是一个怪胎,但这个新发现的脉冲星有一些特征和它的亲戚类似。这意味着它可能有助于天文学家更好地理解中子星这群“神秘物种”内部的进化阶段。

天文学家们已经了解了许多类型的中子星。每一个都是大质量恒星爆炸性死亡后留下的致密物体,但其属性可能各有不同。脉冲星是由于宇宙中空间位置上的排列,每隔一段时间就会被探测到的中子星。这类恒星的强磁场产生了从两极发出的无线电波束,每当其掠过地球,天文学家就能看到一个无线电脉冲。

新发现的慢速脉冲星就在银河系中,距离地球大约1300光年。悉尼大学的天体物理学家Manisha Caleb和同事在MeerKAT射电望远镜的观测数据中发现了它。

通过MeerKAT的进一步观测,不仅发现了这颗脉冲星缓慢、稳定的无线电节奏——这是衡量其旋转速度的一个标准,而且还发现了另一个重要的细节。随着脉冲星年龄的增长,它的旋转速度也会减慢。而这两条信息揭示了该脉冲星的怪异之处。根据理论,它不应该发射无线电波。然而,它却在发射。

理论上讲,随着中子星的老化,它们会失去能量并旋转得更慢。根据计算,“在某一点上,它们已经耗尽了所有的能量,而且它们不再发射任何种类的射线,”Caleb说。对于探测器而言,它们已经成为死星。

一颗脉冲星的自转周期和自转速度的减慢与它的磁场强度有关。磁场加速了亚原子粒子流,从而产生了无线电波。任何像PSR J0901-4046那样旋转缓慢的中子星都在这个恒星的 “墓地”里,而不应该产生无线电信号。

摩根敦西弗吉尼亚大学的天体物理学家Maura McLaughlin并没有参与这项研究,他说:“我们在不断地发现越来越奇怪的脉冲星,也在不断刷新对他们的认知。”

这个新发现的脉冲星可能是一类特立独行的中子星。但在某些方面,它看起来也没那么陌生。Caleb和她的同事根据脉冲星自旋的速度计算出了它的磁场。磁场非常强,与磁星相似。这意味着PSR J0901-4046可能是所谓的 “静止磁星”,它具有非常强的磁场,偶尔会发射出绚丽的高能X射线或其他辐射。她说: “我们将需要X射线或紫外线观测来确认它是一颗磁星还是脉冲星。”

研究小组仍有更多的观察结果需要分析。牛津大学的天体物理学家Ian Heywood说:“我们确实有一卡车关于它的数据。”大家正在研究这颗慢悠悠的脉冲星的亮度是如何随时间变化的,以及它的自旋是否会突然发生变化。

天文学家们还在调整计算机程序,这些程序可以扫描无线电数据并标记出有意思的信号,以寻找这些更长的自旋周期,甚至是更古怪、更神秘的中子星现象。正如Heywood所说:“天文学的动人之处在于广袤苍穹中,总有些什么在等待我们去发现。”

原文链接

A newfound, oddly slow pulsar shouldn’t emit radio waves — yet it does

责任编辑:杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

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图源来自网络

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