中國天眼：毫秒級脈衝星正吞噬伴星物質，它將揭示一個未解之謎！

2020-10-18 星辰大海種花家

中國五百米球面射電望遠鏡（FAST）在M92球狀星團發現一顆毫秒級脈衝星，這顆脈衝星的轉速高達316.5轉/秒，而且它正在吞噬伴星恆星的物質，這使得科學家可以從一個全新的角度來觀察這種奇特的天體！

脈衝星什麼什麼天體，它是怎麼形成的？

脈衝星其實就是一種磁極和自轉軸不一致的中子星，自1967年劍橋大學卡文迪許實驗室的安東尼·休伊什學生喬絲琳·貝爾發現第一顆脈衝星以來，天文學家在宇宙中發現了大量這樣的天體，由於它們的轉速非常穩定，並且發出強脈衝信號，一邊都將脈衝星比喻成宇宙中的燈塔，而在先驅者和旅行者攜帶的鋁牌和唱片中的定位坐標，就是地球相對14顆脈衝星的位置標記的。

右上角放射狀就是脈衝星標記的地球坐標

中子星是怎麼形成，它為什麼轉那麼快變成脈衝星？

自從1931年查德維克發現中子以來，科學家就懷疑宇宙中存在中子星，因為在非常極端的壓力下，引力坍縮會將電子壓入原子核中和成中子，而中子是一種費米子，無法取得統一基態而出現中子簡併力與引力坍縮平衡的天體，這就是中子星的理論基礎。

8-10倍太陽質量以上的恆星，在其晚期內核幾乎已經達到了簡併態，但聚變產生的熱壓力在苦苦的支撐外殼的坍縮，但隨著內核逐漸發展到鐵核，再也無法提供聚變產生能量，此時外殼的坍縮將不可避免的開始，此後劇烈的坍縮撞擊將導致超新星爆發。

外殼在巨大的能量下被拋去形成漂亮的星雲，就像蟹狀星雲的中心就是一顆脈衝星，而內核則在強大的壓力下被中子簡併力支撐的緻密狀態物質，這是宇宙誕生後已知密度最高的物質，相傳還有夸克簡併態，但未經證實！

角動量守恆是中子星轉速極高的原因

恆星都是自轉的，當一個太陽質量大小的天體坍縮成十幾千米的中子星時，它的自轉角動量是不會消失的，除了擴散的星雲帶走那一部分，剩餘的角動量將會被中子星繼承，因此當這個天體縮小時，它的速度將會越來越快！

中子星的自轉速度取決於原天體的自轉速度，也取決於中子星的質量，因為質量越大的中子星直徑越小，因為坍縮的更徹底。當中子星的磁極與自轉軸不一致時、當其磁極掃過地球方向時，就被人類的射電天文望遠鏡接收到了。

發現脈衝星初期，甚至還以為「小綠人」發出的信號！

這顆M92A的脈衝星有什麼特別之處？

M92球狀星團中的恆星和M92A構成了一個雙星系統，中科院國家天文臺的潘志晨和李迪領導的研究小組對這顆脈衝星進行了詳盡細緻的研究，並且通過FAST觀測到了這顆脈衝星的兩次凌日現象！

M92A這顆毫秒脈衝星非常有研究價值，因為天文學家認為毫秒脈衝星可能是原本周期比較長的脈衝星通過吸積延長或回復形成，因此M92A的從伴星吞噬物質與脈衝星周期關係，未來可能將會證實這個早就提出的毫秒脈衝星形成理論！

另外還有低質量X射線雙星系特別受到關注，它們被認為是正在回復過程中的脈衝星！天文學家認為這類脈衝星正是處在加速階段的脈衝星，它們可能通過吸收伴星從洛希瓣溢出的角動量，使自轉的速度增加至每秒鐘數百轉。

2005年發現的PSR J1748-2446ad是轉速最快的脈衝星，達到了716轉/秒！脈衝星轉速也有上限，當它的轉速超過其本身的逃逸速度時，脈衝星可能會分裂，而這個上限轉速大約是1500轉/秒。

FAST簡介

500米球面射電望遠鏡是中科院國家天文臺的一座射電望遠鏡，FAST位於貴州省平塘縣克度鎮大窩凼窪地，利用喀斯特窪地的地勢而建。主體工程於2011年開工，2016年完工。FAST是目前世界上最大的單一口徑的射電望遠鏡，它的集光面積是阿雷西博望遠鏡的2倍以上。

完工不久，尚未正式驗收的FAST就發現了大量的脈衝星，在口徑就是王道的天文領域，FAST數據上顎深耕也是未來重點的方向之一，隨著19波束接收機安裝完畢、FAST數據中心的擴建，未來FAST的成果將會快速湧現。

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