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经过半个世纪科学家发现宇宙第一颗白矮脉冲星!

2017-2-11 未解之谜网

已知宇宙中,一颗独一无二的恒星。

科学家终于看到已知宇宙中的第一颗白矮脉冲星(white dwarf pulsar)。虽然这颗恒星大约是地球的大小,但它的质量是地球的20万倍,以及1亿倍强的电磁场。

直到现在,数千颗已发现的脉冲星都是以相同的方式形成:一颗巨大恒星的核心爆炸,然后崩塌成一颗旋转的中子星(neutron star)。但是这颗新的脉冲星是完全不同的,而且在过去半个多世纪,一直困扰着天文学家。

第一颗脉冲星是回溯到1960年代意外发现的,当时天文学家正在寻找星系外的无线电来源。

当时,研究小组认为脉冲星是一种类型的白矮星(white dwarf),但当他们分析在著名的蟹状星云(Crab Nebula)中心的脉冲星时,他们意识到没有任何白矮星可以振动或旋转地那么快,它一定是一颗中子星。

中子星和白矮星之间的差异来自于它们形成的方式。两种都是烧光的恒星残留物,但白矮星是质量小的恒星静静塌陷的结果;而中子星是形成于一颗巨恒星灾难性的崩塌,并且造成超新星爆炸。

由于它们一开始的质量不同,中子星在形成时,拥有比白矮星更高的温度、旋转更快、而且更强的磁场。

第一颗脉冲星的发现不仅证实是一颗中子星,而且中子星实际上确实真的存在;这是天文学家在发现之前30年就预测的。

从那时起,研究人员推理脉冲星可能也在双星系统中发挥作用:一种两颗天体非常靠近的系统,它们的重力使它们互相环绕在一个共同的质心。

在这些双星系统中,预测可能涉及到一颗中子星、一颗主序星(像我们的太阳)、或是一颗白矮星。而现在,天文学家终于确认后者(白矮星)是现实生活的例子。

来自英国华威大学((University of Warwick)和南非天文台的研究小组,确认天蝎座AR (AR Scorpii,AR Sco)是脉冲星的第一个白矮星版本,距离地球380光年。就天文学术语而言,它是一颗相当接近我们的邻居。

来自华威大学的汤姆‧马胥(Tom Marsh)解释:“新数据显示,天蝎座AR的光是高度极化的。显示磁场控制整个系统的放射,并且从更传统的中子脉冲星,看到类似行为的极相似天体。”

虽然白矮星来自于比中子星质量更小的恒星,但这颗恒星绝不是一颗畏首畏尾的恒星。

研究人员描述双星系统为一颗白矮脉冲星,以带电粒子的强烈光束和辐射,残酷地每2分钟轰炸它的邻居红矮星,一类暗淡或失去作用的恒星。

之前,没有人在宇宙中看到任何相当像这样的天体。

华威大学研究小组的另一位成员鲍里斯‧甘斯克(Boris Gänsicke)说:“天蝎座AR像是一座巨型发电机:一块地球大小的磁铁,有着比我们在实验室能够做出的任何磁场强大约1万倍的磁场,而且每2分钟旋转一次。”

“这会在伴星产生巨大的电流,然后制造出我们侦测到的光变异。”

现在我们已经确认出第一颗白矮脉冲星,科学家将有更好的能力来搜索其他像这样的天体。

在这个阶段,还不清楚这些天体究竟有多么罕见。但可能是时候回头来调查我们所知道的白矮星,检查那个泄漏内情的旋转。

这项研究已经发表在自然天文学期刊(Nature Astronomy)。

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