重磅!首次觀測到:物質呈螺旋狀,進入中子星的12天完整過程!

2021-02-08 騰訊網

莫納什大學科學家領導的一項合作研究，首次觀測到了物質呈螺旋狀進入遙遠中子星的12天完整過程，引發了比太陽亮數千倍的X射線爆發。這項由莫納什大學物理與天文學學院博士生阿黛爾·古德溫領導的研究，在美國天文學會會議上發表，並發表在《皇家天文學會月刊》上。阿黛爾領導著一個由國際研究人員組成的團隊，其中包括其導師莫納什大學副教授鄧肯·加洛韋和紐約大學阿布達比大學的大衛·拉塞爾博士。

在這一項國際合作研究中，科學家們觀察到一顆「吸積」的中子星進入爆發階段，這項研究工作涉及五個研究小組、七個望遠鏡(五個在地面，兩個在太空)，以及15名合作者。這是第一次如此詳細地觀測到這樣的事件：以多個頻率，包括光學和X射線的高靈敏度測量。幾十年來，物理學家一直沒有弄清這種「開啟」過程背後的物理原因，部分原因是對這一現象的全面觀察非常少。

研究人員捕捉到了其中一個吸積中子星系統進入爆發的行為，揭示出物質向內旋轉並與中子星相撞需要12天，比大多數理論認為的2-3天要長得多。這些觀測使科學家能夠研究吸積盤的結構，並確定物質向內移動到中子星的速度和容易程度。使用對不同能量光敏感的多個望遠鏡，研究人員能夠追蹤到最初的活動發生在伴星附近，在吸積盤的外緣，吸積盤進入熱態花了12天的時間，物質螺旋進入中子星內部，產生X射線。

在一個「吸積」的中子星系統中，脈衝星(一顆古老恆星的緻密殘骸)從附近的恆星上剝離物質，形成一個物質吸積盤，螺旋向脈衝星進發，在那裡它釋放出超乎尋常的能量，大約是太陽10年的總能量輸出。觀測到的脈衝星是SAX J1808.4 3658，它以每秒400次的速度快速自轉，位於11000光年外的人馬座。該研究的合著者之一、紐約大學阿布達比分校研究員大衛·拉塞爾博士說：這項研究使我們能夠對吸積中子星系統的物理學有所了解。

並了解這些爆炸性爆發是如何引發的，這是長期以來一直困擾天文學家的問題。吸積盤通常是由氫組成，但這個特殊物體有一個由50%的氦組成的吸積盤，比大多數吸積盤都多。科學家們認為，過量的氦可能會減緩吸積盤的加熱速度，因為氦在更高的溫度下「燃燒」，導致「導電」需要12天。涉及的望遠鏡包括兩個空間天文臺：Neils GehrelsSwift X射線天文臺和國際空間站上的中子星內部成分探測器；以及陸基的拉斯卡姆雷斯望遠鏡網絡和南非大型望遠鏡。

博科園｜研究/來自：莫納什大學

研究發表期刊《皇家天文學會月刊》

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