NASA探測到中子星前所未見的新特徵 將提供科學研究的新穎角度

(圖源：NASA)

美國國家航空和宇宙航行局(NASA)的哈勃太空望遠鏡探測到附近一顆中子星發出的一種不同尋常的紅外光，可能預示著以前從未見過的新特徵。

一種可能是中子星周圍有一個塵埃盤;另一種解釋是，中子星釋放出了高能風，並在中子星經過的宇宙空間中猛烈撞擊，變為氣體。

研究人員說，儘管對中子星人們通常是通過無線電和高能輻射(如X射線)來研究的，但這項研究表明，通過在紅外線中研究中子星，也可以獲得新的、有趣的信息。

這項觀察是由來自不同大學的一組研究人員進行的，其中有來自賓夕法尼亞州立大學的，還有來自土耳其伊斯坦布爾的薩班哲大學的和來自亞利桑那州圖森市的亞利桑那大學的。

這項研究可以幫助天文學家更好地了解中子星的演化過程。中子星是一顆大質量恆星爆炸形成超新星後形成的密度極高的殘餘物質。

中子星也被稱為脈衝星，因為它們的快速旋轉(通常是幾分之一秒，在這個項目中是11秒)及其磁軸和自轉軸並不重合，會導致其磁場旋轉時所產生的無線電波等各種輻射的時變發射，可能會以一明一滅的方式在宇宙中傳播。

它們是恆星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸之後，可能成為的少數形態之一。

2018年9月17日發表在《天體物理學雜誌》上的一篇論文描述了這項研究以及對這一不尋常發現的兩種可能解釋。

「這個中子星屬於附近的七顆X射線脈衝星之一——綽號「七劍客」——溫度比他們應該所處的溫度還要高，考慮到它們的年齡和旋轉能量損失提供的可用能源庫。」賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學副教授、論文的主要作者Bettina Posselt表示。

「我們在這顆名為RX J0806.4-4123的中子星周圍觀測到了一大片紅外輻射，其總大小相當於脈衝星假設距離的200個天文單位(約180億英里)。」

這是第一顆只有在紅外光中才能看到擴展信號的中子星。

研究人員提出了兩種可能的解釋，可以解釋哈勃觀測到的紅外信號的擴展。

首先是脈衝星周圍有一個圓盤狀的物質——可能大部分是塵埃。

Posselt說:「有一種理論認為，在超新星爆炸後，中子星周圍可能存在所謂的『備用盤』，裡面的物質會聚集在一起。」

這樣一個圓盤將由大質量恆星的起源物質組成。它隨後與中子星的相互作用可能使脈衝星升溫並減慢其自轉速度。

如果被證實為超新星的備用盤，這個結果可能會改變我們對中子星演化的一般理解。

第二種可能的解釋是這個中子星發射出的紅外輻射是「脈衝星風星雲」。

Posselt說:「脈衝星風星雲的產生需要中子星呈現出脈衝星風。當粒子在強磁場中子星快速旋轉產生的電場中加速時，就會產生脈衝星風。」

當中子星以超過音速的速度穿過星際介質時，在星際介質和脈衝星風相互作用的地方就會形成衝擊。

受到衝擊的粒子會發射同步加速器輻射(高能帶電粒子在磁場中作圓周運動產生的輻射)，從而產生我們看到的延伸的紅外信號。

「通常情況下，脈衝星風星雲是在X射線中看到的，而僅紅外的脈衝星風星雲將是非常不尋常和令人興奮的。」

利用美國國家航空航天局即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，天文學家將能夠進一步探索這個新展現在人們面前的紅外發現空間，以更好地了解中子星的演化。

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