磁場結構異常的中子星,只有特定角度才能觀察

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 16 日 17:35 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


科學家們都知道中子星是宇宙中的奇怪天體,而最近俄羅斯科學家一篇新研究顯示,中子星還有更多怪異行為等著被發現──名為 GRO J2058 + 42 的中子星似乎會「隱藏」它的磁場,只有當觀測者以特定角度觀察時才能檢測到。

中子星讓人印象最深刻的幾點特徵,比如它是宇宙中在黑洞之後密度最高的已知天體、規律旋轉且轉速極快、兩顆中子星碰撞可能釋放重力波、雙中子星併合會引發「快中子捕獲過程」形成金屬重元素等。

但中子星本身樣貌非常多變,有些中子星擁有伴星(聯星系統),有些中子星單獨一人;有些中子星被稱為脈衝星,在夜空中像燈塔一樣閃爍,有些中子星則被稱為磁星,它們的磁場強度是普通中子星的 1,000 倍以上;還有一種中子星完全檢測不到磁場。

而現在,由莫斯科物理技術學院、俄羅斯科學院太空研究所、普爾科沃天文台科學家組成的團隊,又發現一種全新類型的中子星:它擁有磁場,但僅限於在特定角度下觀察時才能檢測到。

這顆中子星在 1995 年由康普頓伽瑪射線天文台(CGRO)發現,分類上被歸為瞬態 X 射線脈衝星,命名 GRO J2058 + 42,和另一顆恆星組成聯星系統,距離地球約 3 萬光年,只是當年被觀測到一次明亮爆發後就沉寂下來;直到今年 3 月,該物體再次在吸取伴星大量物質的過程中發光,NASA 立刻將核光譜望遠鏡陣列(Nuclear Spectroscopic Telescope Array,NuSTAR)聚焦到光源上觀測。

也是這次檢測才發現了 GRO J2058 + 42 特殊之處。

科學家可以從迴旋加速器(一種粒子加速器)的吸收譜線估算中子星的磁場強度,目前已知在大約 30 個 X 射線脈衝星光譜中觀察到這種現象,然而 GRO J2058 + 42 獨特在於,只有當觀察者以一定角度觀察中子星時,這條吸收線才會顯現。

研究團隊從 10 個不同方向測量了 GROJ2058 + 42 的 X 射線光譜,僅在其中一個方向發現 發射強度(10 keV)明顯下降,該能量相當於中子星表面的磁場強度 1012 G。

為解釋此怪異現象,研究人員認為 GROJ2058 + 42 的伴星可能屬於所謂的 Be 星,由於旋轉非常快而在赤道周圍形成物質盤,接著圓盤物質流向中子星表面導致後者亮度爆發,由於多數此類系統的爆發非常罕見且無法準確預測,所以科學家現在才發現有中子星的磁場僅在某些階段展現出來,表明中子星可能有未知的異常構造。

研究人員說,雖然我們的太陽也存在類似的磁場異常事件,比如太陽黑子,可能就像此處情況,只是這些斑點的影響遠遠沒有那麼劇烈。

之前理論曾預測過中子星的這種結構,科學家很開心第一次在數據中見證,接下來將能融入模型、成為研究中子星的新參數。新論文發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:shutterstock)

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