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吸血鬼中子星剥离伴星物质引发核爆,喷流速度达光速三分之一

2024-3-30 未解之谜网

当吞噬附近伴星物质的“吸血鬼中子星”表面发生巨大爆炸,会将粒子以极高速度喷向太空,最近欧洲 Integral 伽马射线太空望远镜首次测量这种喷流速度高达光速三分之一。

当中子星与另一颗恒星互相绕行,前者会化身“吸血鬼”,以强烈引力场吸走伴星物质形成吸积盘,随着物质从吸积盘落至中子星表面、重力勐烈压缩堆积物质,最终引发中子星表面称为“ I 型 X 射线爆发”的失控核爆,反过来又触发中子星释出突然增强的喷流,成为宇宙强烈 X 射线、无线电波强大来源。

目前,我们知道约有 125 颗中子星出现这种 X 射线爆发行为。

但 X 射线爆发代表中子星表面爆炸,喷流却只会发出无线电波辐射,因此想理解遥远中子星喷流机制,需协调电波望远镜与 X 射线卫星同时观测同目标才行。

2021 年 4 月 3~5 日期间,科学家利用欧洲 Integral 天文卫星与澳洲望远镜致密阵列(ATCA)对“4U 1728-34”吸血鬼中子星系统进行了数小时监测,第一次观察到 X 射线爆发与无线电讯号峰值存在明显关联,或者说:中子星表面剧烈核爆导致大量物质喷向太空,速度高达每秒 114,000 公里,相当于光速 35~40%。

先前数据曾让天文学家以为中子星爆炸会摧毁喷流发射,但实际情况恰恰相反,爆炸能量反而增强了喷流,使其“坚固”到足以靠无线电波波长追踪喷射物质。

从新生恒星、大质量黑洞、超新星爆炸到伽马射线爆发等灾难性事件,许多天体都会产生喷流,加上中子星喷流与超大质量黑洞喷流非常相似,都会向周围环境灌入大量能量影响恒星形成、星系生长、甚至星系如何聚集,因此理解爆炸与喷流关联性,能进一步帮助我们理解喷流发射机制如何对周遭环境发挥作用。

新论文发表在《自然》(Nature)期刊。

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