史上最緊湊X射線毫秒脈衝雙星如何形成？每秒瘋狂自轉達163圈

在Astrobites網站上，我們可以注意到一個驚人的天文發現:IGR J17062?6143，這是迄今為止發現的最緊湊的x射線毫秒脈衝星雙星系統! Astrobites建刊於2010年，是由天文學研究生撰寫的日常天體物理學文獻期刊。

為了讓我們更好的了解這顆脈衝星的特別之處，我們有必須要了解一下相關術語。

首先，什麼是脈衝星?

脈衝星是一種特殊的中子星。中子星是什麼?它是大質量恆星爆炸時留下的超高密度中子球。外層向外膨脹，但恆星的核心坍縮，質子和電子在一起粉碎形成中子，實際上它的形成過程比這裡所述更複雜，但這裡提及的僅僅是關鍵點。

它的質量和太陽差不多，但卻只有幾公里寬! 所以它的密度大得令人難以置信。天文學曾經計算過，一立方厘米的中微子，它的大小比一個方糖還要小一點，然而它的重量相當於地球上所有汽車的重量。

中子星有很強的磁場，而且自轉速度非常快，有時自轉一圈僅需不到一秒鐘，有時甚至更快。像地球一樣，它們大致上也有兩極磁場，就像條形磁鐵一樣，有南北磁極。輻射束從表面兩極的位置發出，能量驚人。另外它的磁極也和地球很相似，不一定與自旋極對齊，所以中子星自轉時，這些光束會像燈塔一樣掃過太空。當其中一束光束掃過地球時，我們的天文望遠鏡會看到一個能量的小光點，隨著自旋發生脈動，於是因此有了脈衝星這個術語。

毫秒級?

有些脈衝星的自轉速度比其他脈衝星快得多。已知脈衝性最快的旋轉速度每秒超過700次!幾乎是每毫秒旋轉一次，事實就是如此驚人。

有關X射線的解釋

在吸積發生之後這一切來地更自然。天文學家用這個詞來形容某個物體從某個地方積累了質量。例如，如果一顆脈衝星有一顆伴星，其異常可怕的引力可以將物質拉離那顆恆星並吸入脈衝星。它把這種物質加速到光速的2/3 !當這種物質撞擊中子星表面時，它會釋放出如此多的能量，發出的光就是電磁光譜中顯示的x射線部分，這是需要幾百萬度的溫度才能實現的事情，所以相當了不起。此外當這種物質與能發出x射線的磁場相互作用時，也會產生複雜的物理現象。

回顧一下，毫秒脈衝星是由普通脈衝星構成的，因為伴星的物質受到中子星引力的吸引。物質呈螺旋狀進入恆星，增加了角動量。隨著時間的推移，這使得脈衝星加快自轉，並且旋轉得非常快。

現在來看二進位。

你需要另一顆恆星來製造毫秒脈衝星，所以圍繞著脈衝星旋轉的還有一顆恆星。這就變成了二進位。

最後緊湊的雙星系統是如何形成的？

這裡的形成過程相當驚險刺激。為此我們實際上必須討論IGR J17062 - 6143，這也是本文的主題。這顆脈衝星第一次被探測到是在它爆發的時候。這意味著，由於某種原因，它在短時間內變得異常明亮。對於正常的脈衝星來說，這通常是由於它吞下了異常大的伴星部分。它們會變亮，然後很快就會褪色。然而J17062卻一直在發亮，多年來它一直在釋放高能輻射。

非常大的能量。它釋放出的能量是太陽總能量的150倍，而且它是用x射線的方式來釋放出來。這東西可以說是個野獸，為了更好地觀察它，天文學家使用了一種非常酷的儀器，叫做中子星內部成分探測器。它實際上被安裝在國際空間站上，這裡有一個穩定的平台和充足的電力。2017年8月它被用來觀察J17062。

數據證實這是一顆脈衝星，研究人員確定它的自轉速度為6.11毫秒，每秒163.656轉，與此同時他們還發現了其旋轉速度的一個奇怪的周期性變化，這一定是由於J17062和一個看不見的伴星的相互軌道運動導致。脈衝雙星的軌道周期是驚人的38分鐘。軌道周期時間非常短，意味著它的伴星必然非常接近脈衝星。嘿，這意味著這個雙星系統相當的緊湊。

現在本文中已經涵蓋了所有的關鍵點。但還有更多的東西可以了解。

伴星不可能是像太陽那樣的普通恆星。軌道周期意味著兩者之間的距離約為30萬公里，比地球到月球的距離還短! 首先，太陽比它要大得多。像太陽這樣直徑140萬公里的恆星根本不適合成為伴星，甚至一顆紅矮星也不行: 因為中子星的引力如此之大，以至於潮汐會把任何正常的恆星撕成碎片。

這意味著伴星一定非常小。事實上，它是一顆白矮星: 一顆普通恆星耗盡核燃料後剩下的核心，它的外層被吹掉，留下一個地球大小的緻密球，但並非中子星的密度。白矮星的表面引力是巨大的，是地球引力的數十萬倍。然而中子星的引力要強大得多，是地球引力的數百萬倍或數十億倍，它可以撕裂白矮星表面的物質，把它吸引到太空中，然後讓它落在中子星表面!

J17062就這樣運行了很長時間。通常一顆白矮星的質量約為太陽的一半，但在這個系統中，它的質量可能不到太陽的1% ! 脈衝星已經吃掉了伴星的很多東西，幾乎沒有什麼東西可以留下來。

關於這個體系的一切都是極端的。但真正讓人著迷的是脈衝雙星本身。不妨這樣想: 地球的引力足夠強大，得以讓月球圍繞它前進，公轉周期27天多一點。在大致相同的距離上，J17062的引力使得它的伴星速度快1000多倍。

宇宙是不可思議，想想像這樣的東西會讓人脖頸發涼。幾十億年前，J17062和其他許多恆星一樣，是一個雙星系統。這一切很奇怪，兩顆恆星可能都比太陽的質量大。其中一顆首先死亡，膨脹成一顆紅巨星，並把它的大量質量傾倒到另一顆恆星上。當這一切完成後，只剩下一顆白矮星。然而另一顆恆星的質量足夠大，可以爆炸成超新星。當它結束時它只留下了中子星，我們今天看到的系統或多或少相似。重點是宇宙中最奇怪的事情，在最初發生時似乎很正常。

當您仰望夜空，看到那些星星的時候，不要忘記黑暗中有很多奇怪的事情在發生。這也是很多人熱愛天文學的眾多原因之一。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！