算出雙星毫秒脈衝星的質量:1.5倍和1.34倍太陽質量!

2020-12-16 博科園

本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文

通過計時觀測,天文學家測量了兩顆被命名為PSR J1949+3106和PSR J1950+2414雙星毫秒脈衝星(MSPs)的質量。為了揭示這兩個天體的演化狀態,這些結果可能是至關重要的,在發表在《arXiv》上的一篇研究論文詳細介紹了這項研究。脈衝星是高度磁化的旋轉中子星,能發射電磁輻射束。最快速旋轉的脈衝星,其旋轉周期小於30毫秒,被稱為毫秒脈衝星(毫秒脈衝星)。

天文學家認為,毫秒脈衝星是在雙星系統中形成,當最初質量較大的組分變成中子星,然後由於次級恆星物質的吸積而旋轉起來。到目前為止,已經發現超過一半的已知毫秒脈衝星有恆星伴星。PALFA利用阿雷西博305米望遠鏡和ALFA多波束接收器,對1.4 GHz的射電脈衝星進行了大規模探測,發現了近200顆脈衝星。德國波恩普朗克射電天文研究所的朱偉偉(音譯)領導一個天文學家團隊決定仔細觀察:

在2012年和2013年分別探測到的PSR J1949+3106和PSR J1950+2414這兩顆脈衝星。研究的主要目的是更精確地測量這兩個系統的固有運動,以及測量這些天體及其伴星的質量。在這項研究中,展示了PSRs J1949+3106和J1950+2414的定時觀測結果,這兩顆雙星毫秒脈衝星是在阿雷西博阿爾法脈衝星觀測(PALFA)數據中發現的。研究小組對兩顆脈衝星的初步觀測證實:

只要有足夠的時間數據,就有可能進行精確質量測量。通過分析阿雷西博天文臺和北美納赫茲引力波天文臺(NANOGrav)的數據集,天文學家能夠對這兩顆脈衝星的正確運動進行精確計算,從而揭示出這兩顆脈衝星的質量。根據該研究,脈衝星PSR J1949+3106的質量約為1.34倍太陽質量,而它的伴星質量估計約為0.81倍太陽質量。

觀測結果表明,PSR J1950+2414的質量大於PSR J1949+3106,後者的質量約為1.5倍太陽質量,然而伴星的質量相對較低,只有0.28個太陽質量。推導出的質量,加上對適當運動的計算,使研究小組能夠對這兩個天體的演化史得出初步的結論。PSR J1949+3106很可能是低踢超新星的產物;PSR J1950+2414屬於一類新的偏心毫秒脈衝星雙星,其形成機制未知。

博科園|Copyright Science X Network/Tomasz Nowakowski , Phys參考期刊《arXiv》Cite: arXiv:1907.05046博科園|科學、科技、科研、科普

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