天體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，圍繞著名脈沖星B0540-69的脈沖星風(fēng)星云(PWN)，在脈沖星經(jīng)歷了突然自旋下降速率轉(zhuǎn)變(SRT)后逐漸變亮。

這一發(fā)現(xiàn)是由中科院高能物理研究所的一組天體物理學(xué)家完成，為脈沖星自旋減速機(jī)制和磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及脈沖星風(fēng)星云的物理性質(zhì)提供了重要線索，其研究研發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然天文學(xué)》上。脈沖星是由大質(zhì)量恒星超新星爆炸產(chǎn)生高度磁化的中子星。

脈沖星半徑一般在10公里左右，表面磁場(chǎng)強(qiáng)度在1萬億高斯左右。根據(jù)經(jīng)典脈沖星理論，孤立的脈沖星通過磁偶極子輻射失去能量，從而減速。然而，越來越多的理論家認(rèn)為，孤立脈沖星失去轉(zhuǎn)動(dòng)能量的主要途徑是通過由電子、正電子和可能的磁場(chǎng)組成相對(duì)論風(fēng)。如果風(fēng)足夠強(qiáng)，最終會(huì)通過與周圍物質(zhì)的相互作用形成一個(gè)可探測(cè)脈沖星風(fēng)星云。著名的蟹狀星云就是這樣一個(gè)脈沖星風(fēng)星云。

其大小為幾光年，也就是說，大約是地球到太陽距離的十萬倍。PSR B0540-69位于大麥哲倫星云星系中，這是一個(gè)距離銀河系約16萬光年的衛(wèi)星星系。在2011年12月時(shí)，這顆脈沖星的自旋降速速率突然增加了36%，此后幾乎保持不變，這意味著該脈沖星的能量釋放速率也增加了36%。與其他具有類似自旋下降速率轉(zhuǎn)變的脈沖星不同，這些脈沖星伴隨著脈沖輪廓或磁通量的變化，并歸因于磁層的變化

PSR B0540-69沒有檢測(cè)到脈沖輪廓或磁通量的變化，這使得其SRT的原因成為一個(gè)謎。使用幾顆X射線天文衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)PSR B0540-69周圍的X射線脈沖星風(fēng)星云在自SRT開始的大約400天內(nèi)逐漸變亮，比之前高出32±8%。研究，SRT很可能是脈沖星磁極區(qū)磁場(chǎng)突然增強(qiáng)的結(jié)果，這不會(huì)顯著影響脈沖X射線發(fā)射，但會(huì)增加脈沖星風(fēng)力，從而增加脈沖星風(fēng)星云X射線發(fā)射。

這是首次在觀測(cè)上將脈沖星風(fēng)星云增亮與脈沖星自旋下降速率突變聯(lián)系在一起，這意味著脈沖星風(fēng)是減緩脈沖星自旋的主要因素。增加的400天時(shí)間尺度相當(dāng)于脈沖星風(fēng)星云中約0.8毫高斯的磁場(chǎng)強(qiáng)度。這也是首次直接測(cè)量磁場(chǎng)，與之前在一些假設(shè)下估計(jì)的值一致。

博科園｜研究/來自：中國(guó)科學(xué)院

參考期刊《自然天文學(xué)》

DOI: 10.1038/s41550-019-0853-5

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