天文學家終於破譯16300光年外，來自中子星的奇怪X射線爆發

2020-08-28 科學之美

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天文學家在X射線爆發中發現了一種罕見的模式，它來自不超過16300光年遠的中子星系統。該恆星系統MAXIJ1621 XRT 501於2017年10月9日首次出現在SWIFT/−深星系平面勘測的數據中，它是空間中一個奇怪的點，隨著X射線不可預測地閃爍。現在研究人員在一篇新研究論文中寫道：這是一個雙星系統的跡象，它既包含一顆正常恆星，也包含一顆中子星或黑洞。中子星和黑洞都可以產生不可預測的X射線，因為它們從伴星吸收物質，但方式非常不同。

在黑洞中，X射線來自於物質加速到極速，並在它落向引力井時產生巨大的摩擦力，在中子星爆炸但尚未坍塌成奇點的超高密度巨星體中，X射線來自其外殼上的熱核爆炸。某些東西導致原子在這些奇怪的恆星最外層熔合，釋放出通常只有在恆星深處才能找到的巨大能量(以及氫彈核心中)，其中一些能量以X射線光的形式逃逸。

當來自一顆正常恆星的物質撞擊成一顆超小、超重的中子星時，這些熱核爆炸產生足夠明亮的蘑菇雲，足以用X射線望遠鏡看到，其研究發表在了《arxiv》上。研究表明MAXIJ1621−501的X射線爆發來自這對雙星中子星表面的熱核爆炸，這些熱核爆炸產生的光，遵循大約每78天重複一次的模式。

這種模式的來源並不完全清楚，科學家們只在太空中發現了大約30顆這樣閃爍的燈，天文學家把這樣的模式稱為「超軌道周期」。這是因為該模式遵循的周期，比雙星圍繞另一顆恆星軌道持續的時間要長得多，在MAXIJ1621−501的情況下，這只需要3到20個小時。對這78天周期的最好解釋來自於1999年發表在《皇家天文學會月刊》上的一篇研究論文：像這樣的雙星系統中的中子星，被旋轉的物質雲包圍著，這些物質被吸出普通恆星並朝向中子星，形成了一個旋轉，氣態的盤，被稱為吸積盤。

這些雲盤的一個簡單模型表明，它們總是在一個方向上排列，如果你在太空中跟蹤土星，盯著光環的邊緣，它們看起來就像環繞土星的光環。在那個模型中，永遠看不到X射線光的任何變化，因為你總是盯著你和中子星之間吸積盤上的同一個點。光唯一變化將來自熱核爆炸本身的變化，但現實要複雜得多可能發生的情況是，這個雙星系統中圍繞中子星旋轉的吸積盤從地球角度來看是抖動的。有時擺動將更多的吸積盤放在中子星和地球之間，有時更少。

我們看不到吸積盤本身，但是如果這種擺動正在發生，並且導致吸積盤每隔78天在我們和恆星之間交叉，就會產生天文學家已經觀察到的模式。在2017年的發現之後，天文學家對MAXIJ1621−501進行了15個月的觀察，發現這種模式重複了六次，但沒有完美的重複，並且在X射線光中還有其他較小的傾斜度。但是擺動的吸積盤仍然是空間中這種奇怪X射線最好可能的解釋。

博科園｜文：Rafi Letzter/Live Science

參考期刊《arxiv》

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