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“吸血鬼”中子星爆炸與以近光速飛行的噴流有關

中子星


“吸血鬼”中子星爆炸與以近光速飛行的噴流有關


一個吸血鬼中子星從恒星伴星為強大的天體物理噴流提供動力的插圖 。（圖片來源：Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大學Anton Pannekoek研究所 。）
據美國太空網（Robert Lea）：中子星是曾經死于超新星爆炸的大質量恒星的殘骸 。總的來說，中子星被認為是已知宇宙中最極端的天體之一 ， 尤其是當這些密度極高的恒星殘余與伴星（尚未“死亡”）一起存在時，情況更是如此，因為伴星距離中子星的巨大引力足以從第二顆恒星上剝離物質 。換句話說 ， 伴星就像中子星的恒星受害者 。
這些“吸血鬼中子星”很特別 ， 因為它們像宇宙中的Bela Lugosi一樣復活了 。這是因為伴星的下沉物質會在中子星表面引發熱核爆炸 。其中一些被偷走的物質被引導到中子星的兩極，從那里以近光速以強大的天體物理噴流的形式爆發 。然而，究竟是什么導致了這些噴流的發射 ， 以及它們是如何與這些熱核爆發聯系在一起的，仍然是個謎 。
然而，新的研究為這個謎題提供了線索 。
科學家們揭示了一種測量這些噴流速度的方法 ， 并將這些值與中子星和它所享用的不幸雙星伴星的質量聯系起來 。這可能最終有助于解決這一與噴流相關的困境，并可能提供有關從伴星上剝離物質的其他物體的信息，如超大質量黑洞 。
“我們第一次能夠測量中子星發射的穩定噴流的速度，”主要作者、美國國家天體物理研究所（INAF）科學家托馬斯·拉塞爾告訴Space.com 。“這些噴流，就像來自吸積黑洞的噴流一樣 ， 在我們的宇宙中是極其重要的，因為它們向周圍環境傳遞大量能量 ， 影響恒星形成、星系生長，甚至星系如何聚集在一起 。但我們并不真正了解這些噴流是如何發射的 ?！?br>拉塞爾解釋說，此前，科學家們曾認為，噴流可能是由于受害者恒星中物質螺旋進入時剝離的物質旋轉而產生的 。還有一種理論認為，噴流與旋轉物體本身的旋轉有關 。
這項新的研究可能有助于確定哪個機制是主要負責的 。
拉塞爾繼續說道：“我們發現熱核爆炸和噴流之間的聯系，現在為我們提供了一個易于接近和可重復的探測器，以解開中子星噴流的發射機制 ?！??！耙驗槲覀冋J為所有類型的物體都以非常相似的方式發射噴流，這將有助于我們了解噴流是如何從所有物體發射的，甚至是位于星系中心的超大質量黑洞 ?！?br>中子星是如何爆炸的？
為了得出他們的結論，拉塞爾和同事們檢查了兩個包含食中子星的系統：X射線雙星4U 1728-34和4U 1636-536 。眾所周知，這兩個系統都會周期性地爆發熱核爆發 。
中子星表面的熱核爆炸對科學家來說并不是一個新現象 。多年來，人們一直在分析這些爆炸，拉塞爾指出，天文學家總共觀測到至少125顆“爆炸”的中子星 。
拉塞爾說：“當中子星消耗附近恒星的物質時，吸積的物質會在中子星表面堆積起來 。在某個時刻，壓力變得太大，就會發生不穩定的失控熱核爆炸，在幾秒鐘內蔓延到中子星的整個表面 ?！?br>在X射線波段可以看到與4U 1728-34和4U 1636-536相關的爆發，這意味著該團隊能夠使用歐洲航天局的國際伽馬射線天體物理實驗室（INTEGRAL）太空望遠鏡進行探測 。
拉塞爾繼續說道：“我們發現，這些爆炸會導致一些額外的物質被泵入噴流，持續數十秒 ?！?。“使用射電望遠鏡和澳大利亞望遠鏡緊湊陣列監測噴流，我們能夠在這些額外的物質沿著噴流流下時跟蹤它們，基本上為我們提供了一臺宇宙速度相機來測量噴流速度 ?！?br>
“吸血鬼”中子星爆炸與以近光速飛行的噴流有關


INTEGRAL太空望遠鏡的示意圖，該望遠鏡是確定中子星噴流速度的整體 。（圖片來源：ESA）
他們希望看到的是X射線爆發后無線電發射的變化 。
事實上，研究小組在每次熱核爆炸的幾分鐘內就探測到了無線電亮度的增加 。這使研究人員得出結論 ， 噴流的演變與熱核爆炸密切相關 。
拉塞爾說：“我們對噴氣式飛機的反應如此清晰感到驚訝 。這些非常明亮清晰的耀斑順著噴氣式飛機流下，很容易被探測到 ?！?。“我們確實預計會有一些回應，但認為會更加微妙 ?！?br>中子星噴流加速
研究小組表示 ， 這些噴氣式飛機的速度是拼圖中缺失的一塊，這導致了噴氣式飛機劇烈彈射和爆炸性進食事件之間的聯系 。
拉塞爾說：“速度對于了解噴氣式飛機是如何發射的非常重要，這一新發現為回答這個問題打開了一個非常容易的窗口 ?！?。“我們現在可以將這項實驗應用于許多其他爆裂中子星，然后我們可以比較噴流速度與中子星的自旋、質量甚至磁場的相關性，所有這些都被認為是噴流發射的關鍵因素 ?！?br>如果該團隊看到其中一種特性與噴流速度之間的相關性，它將揭示這些噴流的主要發射機制是什么——無論是中子星的旋轉還是注入物質的旋轉 。
這是第一次測量來自中子星的這種噴流的速度，但值得注意的是 ， 以前曾對黑洞進行過測量 。然而，拉塞爾解釋說 ， 在將中子星用作研究噴流發射機制的探測器時，中子星比黑洞具有巨大的優勢 。
他說：“中子星可以有非常精確測量的自旋、確定的質量 ， 甚至可能有已知的磁場強度，所有這些在黑洞中都很難測量 ?！?。“因此，目前只有通過中子星，我們才能開始將系統特性與噴流聯系起來 ?！?br>總的來說，該團隊現在已經在兩個饋電中子星系統中看到了這一結果，但這是他們迄今為止唯一研究過的兩個 。
他總結道：“我們正在將我們的新技術應用于盡可能多的其他爆裂中子星，以揭示不同中子星性質的噴流速度是如何變化的 ?！??！耙坏┪覀兘⒘俗銐虻臉颖?，我們將能夠解開噴氣式飛機生產的關鍵特性，揭示噴氣式飛機是如何發射的 。”
該團隊的研究于周三（3月27日）發表在《自然》雜志上 。