科學家首次發現只放射紅外輻射的脈衝星 物質盤搞鬼還是風吹的？

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藉助哈勃望遠鏡，科學家發現了一顆距地球1630光年的奇異脈衝星，只放射紅外輻射。這是科學家首次發現上演這種行為的脈衝星。他們給出了兩種可能的解釋：第一種解釋認為它的周圍存在一個物質盤，延緩了它的旋速並對其持續加熱；另一種解釋涉及到一種名為「脈衝星風」的現象。脈衝星風與太空交匯的空間會形成衝擊波，衝擊波中的粒子導致了紅外輻射。

旋轉物質盤理論藝術概念圖。對中子星的研究通常是通過觀測射電和高能輻射，例如X射線。這項研究表明在紅外條件下進行研究也能獲取有趣的中子星新信息

在進行一項新研究過程中，科學家首次觀測到脈衝星旋轉核心只放射紅外輻射。這顆脈衝星距地球1630光年，座落於著名的「豪勇七蛟龍」脈衝星群。中子星是耗光燃料並塌陷的死亡恆星核心。脈衝星基本上就是旋轉的高磁版中子星——超新星爆炸的殘餘。在此之前，科學家也曾觀測到脈衝星的輻射，但通常是X射線和射電。由於自身的波長，X射線和射電成為最強烈的輻射。

專家們表示這是科學家第一次發現只放射紅外線的脈衝星。揭示其中的機制有助於物理學家進一步了解中子星的形成和演化。一種理論認為存在一個幾乎完全由塵埃構成的物質盤，環繞這顆脈衝星，延緩它的旋轉並對其持續加熱。

賓州州立大學的天文學家參與了這項新研究。在美國宇航局的哈勃望遠鏡的幫助下，他們得出了這一重大發現。對於觀測發現，他們給出了兩種可能的解釋。第一種解釋認為這顆脈衝星的周圍存在一個據信主要由塵埃構成的回落盤。超新星爆炸後，物質盤在這顆脈衝星的周圍形成，死亡恆星的殘餘物質不斷在盤內積聚。盤星間的交互會加熱這顆脈衝星，延緩它的旋轉速度，熱量隨後以紅外波的形式釋放。

錢德拉X射線望遠鏡獲取的脈衝星RX J0806.4-4123紅外圖像，藍圈為X射線觀測時測定的脈衝星位置，十字為利用哈勃望遠鏡進行紫外光學測量時得出的位置

第二種可能的解釋是所謂的「脈衝星風雲」，一種由脈衝星風造成的星雲。擁有強磁場的中子星的快速旋轉能夠產生電場，粒子在電場加速時會產生脈衝星風。隨著中子星以遠超音速的速度在太空中移動，脈衝星風與太空交匯的空間會形成衝擊波。專家們認為衝擊波中的粒子導致了紅外輻射。

第二種解釋涉及到在旋轉中子星電場內形成的「脈衝星風」。隨著中子星以遠超音速的速度在太空中移動，脈衝星風與太空交匯的空間會形成衝擊波。

研究論文主執筆人、天文學和天體物理學副教授貝蒂娜·波塞特表示：「這顆獨特的脈衝星與附近的6顆X射線脈衝星構成大名鼎鼎的『豪勇七蛟龍』。考慮到它們的年齡以及不斷流失的旋轉動能提供的可用能量庫，它們的溫度超出預計。」

脈衝星風雲理論藝術概念圖。藉助宇航局將於2021年發射的詹姆斯·韋伯望遠鏡，天文學家將對中子星的紅外輻射進行細緻研究，以進一步了解中子星的演化

波塞特說：「我們對這顆被命名為『RX J0806.4-4123』的脈衝星周圍的一個紅外輻射區進行了觀測。這個區域的跨度在200個天文單位左右，相當於冥王星繞日軌道的2.5倍。」

對中子星的研究通常是通過觀測射電和高能輻射，例如X射線。這項研究表明在紅外條件下進行研究也能獲取有趣的中子星新信息。藉助宇航局將於2021年發射的詹姆斯·韋伯望遠鏡，天文學家將對中子星的紅外輻射進行細緻研究，以進一步了解中子星的演化。

2009年5月13日，「亞特蘭蒂斯」號太空梭的機械臂抓住哈勃望遠鏡，宇航員對這架望遠鏡進行升級和維修。正是在哈勃的幫助下，賓州州立大學的科學家得以對一顆距地球1630光年的脈衝星進行觀測

波塞特指出：「一種理論認為，超新星爆炸後這顆中子星的周圍出現一個物質不斷積聚的『回落盤』。這個盤由中子星的前身——死亡的大質量恆星物質構成。盤星間的交互加熱了這顆脈紅星並延緩了它的旋速。如果證實確實存在一個超新星回落盤，這一研究發現將改變我們對中子星演化的認知。脈衝風雲需要中子星颳起脈衝星風。通常情況下，脈衝星風雲可以在X射線條件下觀測到。一個只放射紅外輻射的脈衝星風雲無疑是一項非比尋常並且令人興奮的發現。」研究論文刊登在《天體物理學雜誌》上。

什麼是脈衝星？

脈衝星基本上就是旋轉的高磁版中子星。構成脈衝星的物質的緻密程度超乎想像，讓整個星體的密度與原子核不相上下。如果讓太陽的密度達到脈衝星的程度，直徑需萎縮到不到30公里。這些中子星擁有超強磁場，加速帶電粒子的移動。它們放射出錐形輻射束，由於自身的旋轉，輻射束酷似燈塔發出的光線。

脈衝星Geminga及其高能粒子云的藝術概念圖

脈衝星放射光線的周期只有幾毫秒到幾秒。當輻射束掠過地球，我們能夠觀測到它們的存在。脈衝星的旋轉周期非常穩定，一些天文學家將它們作為一個校準器，同時還提議利用脈衝星同步時鐘。1967年，英國女天文學家家喬斯林·貝爾·伯內爾成為發現脈衝星的第一人，當時她發現了一顆射電脈衝星。在此之後，科學家又陸續發現了放射X射線和伽馬射線的其它類型脈衝星。

什麼是中子星？

中子星是耗光燃料並塌陷的死亡恆星核心。走到生命的盡頭時，大質量恆星的核心發生塌陷，剝離恆星的外殼，剩下的超緻密天體便是中子星。中子星的密度極大，相當於把太陽壓縮進一座城市。通常情況下，中子星的質量可達到地球的50萬倍，但它們的直徑只有區區20公里。只要一小撮中子星物質，重量便可與珠峰一較高下。

黑洞吞噬中子星

中子星的溫度極高，可達到100萬度。它們擁有很高的放射性以及強度異乎尋常的磁場。卡迪夫大學引力物理學系教授帕特里克·蘇頓表示中子星擁有宇宙內最為惡劣的環境。這種緻密天體——尤其是它們的核心——是了解宇宙重元素的關鍵所在。

什麼是超新星以及如何形成？

超新星在恆星爆炸時出現，向太空噴射碎片和粒子。超新星的持續時間雖短，但卻能為科學家提供很多信息，幫助他們了解宇宙的起源。對一種超新星的研究結果表明，我們生活在一個膨脹的宇宙，膨脹速度不斷加快。科學家認為在宇宙內傳播元素方面，超新星扮演了至關重要的角色。

1987年，天文學家在附近的一個星系發現一顆巨大的超新星，能量是太陽的1億倍

目前已知的超新星有兩種。第一種誕生在雙星系統，其中的碳-氧白矮星盜取伴星的物質。最終，白矮星因積聚太多物質發生爆炸，形成超新星。第二種超新星在恆星走到生命盡頭時出現。隨著恆星耗光核燃料，部分質量流入核心。最終，核心因質量過大，無法承受自身引力而發生塌陷，隨後劇烈爆炸。在地球上發現的很多元素都誕生於恆星核。這些元素會在宇宙內形成新恆星、行星和其它所有天體。

來源：漫步宇宙

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