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磁场结构异常的中子星,只有特定角度才能观察

2024-11-06 206


科学家们都知道中子星是宇宙中的奇怪天体,而最近俄罗斯科学家一篇新研究显示,中子星还有更多怪异行为等著被发现──名为 GRO J2058 + 42 的中子星似乎会“隐藏”它的磁场,只有当观测者以特定角度观察时才能检测到。

中子星让人印象最深刻的几点特征,比如它是宇宙中在黑洞之后密度最高的已知天体、规律旋转且转速极快、两颗中子星碰撞可能释放重力波、双中子星并合会引发“快中子捕获过程”形成金属重元素等。

但中子星本身样貌非常多变,有些中子星拥有伴星(联星系统),有些中子星单独一人;有些中子星被称为脉冲星,在夜空中像灯塔一样闪烁,有些中子星则被称为磁星,它们的磁场强度是普通中子星的 1,000 倍以上;还有一种中子星完全检测不到磁场。

而现在,由莫斯科物理技术学院、俄罗斯科学院太空研究所、普尔科沃天文台科学家组成的团队,又发现一种全新类型的中子星:它拥有磁场,但仅限于在特定角度下观察时才能检测到。

这颗中子星在 1995 年由康普顿伽玛射线天文台(CGRO)发现,分类上被归为瞬态 X 射线脉冲星,命名 GRO J2058 + 42,和另一颗恒星组成联星系统,距离地球约 3 万光年,只是当年被观测到一次明亮爆发后就沉寂下来;直到今年 3 月,该物体再次在吸取伴星大量物质的过程中发光,NASA 立刻将核光谱望远镜阵列(Nuclear Spectroscopic Telescope Array,NuSTAR)聚焦到光源上观测。

也是这次检测才发现了 GRO J2058 + 42 特殊之处。

科学家可以从回旋加速器(一种粒子加速器)的吸收谱线估算中子星的磁场强度,目前已知在大约 30 个 X 射线脉冲星光谱中观察到这种现象,然而 GRO J2058 + 42 独特在于,只有当观察者以一定角度观察中子星时,这条吸收线才会显现。

研究团队从 10 个不同方向测量了 GROJ2058 + 42 的 X 射线光谱,仅在其中一个方向发现 发射强度(10 keV)明显下降,该能量相当于中子星表面的磁场强度 1012 G。

为解释此怪异现象,研究人员认为 GROJ2058 + 42 的伴星可能属于所谓的 Be 星,由于旋转非常快而在赤道周围形成物质盘,接着圆盘物质流向中子星表面导致后者亮度爆发,由于多数此类系统的爆发非常罕见且无法准确预测,所以科学家现在才发现有中子星的磁场仅在某些阶段展现出来,表明中子星可能有未知的异常构造。

研究人员说,虽然我们的太阳也存在类似的磁场异常事件,比如太阳黑子,可能就像此处情况,只是这些斑点的影响远远没有那么剧烈。

之前理论曾预测过中子星的这种结构,科学家很开心第一次在数据中见证,接下来将能融入模型、成为研究中子星的新参数。新论文发表在《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)。

  • Neutron Star With ‘Disappearing’ Magnetic Field Is The First of Its Kind We’ve Seen
  • A neutron star with an unusual magnetic field structure
  • First-of-Its-Kind Neutron Star Flashes Bizarre ‘Cyclotron Line’ at Earth

(首图来源:shutterstock)

延伸阅读:

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2019-12-17 02:05:00

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