簡(jiǎn)介：極端脈沖星可能會(huì)以比我們想象的更多的方式散發(fā)出輻射

射電脈沖星向太空中爆發(fā)的輻射可能遠(yuǎn)比我們想象中的多。

圖 1蟹云脈沖星(圖源：NASA/ESA; J. Hester/ASU and M. Weisskopf/NASA/MSFC)

一項(xiàng)關(guān)于距離我們6500光年以外的蟹云脈沖星的新研究表明，一種名為“巨射電脈沖”的現(xiàn)象的發(fā)生伴隨著x射線發(fā)射而增加。

這意味著，這些現(xiàn)象的發(fā)生遠(yuǎn)比我們想象的活躍得多；同時(shí)，也從側(cè)面印證了從遙遠(yuǎn)的數(shù)百萬(wàn)光年以外的星際空間向地球發(fā)射出的神秘的快速射電暴（FRB）是的確存在的。

射電脈沖星是一種神秘的恒星。它們是由中子星構(gòu)成的致密天體（中子星：大質(zhì)量恒星經(jīng)過(guò)超新星爆發(fā)后塌縮的致密核心）

圖 2 蟹云脈沖星（圖源：NASA ,ESA, and J. Hester)

許多中子星都只是不起眼的隱匿在宇宙中，但脈沖星因其能不斷發(fā)射電磁脈沖而更容易被人類觀測(cè)到。脈沖星的自轉(zhuǎn)非常高速，并能從其南北兩極區(qū)域放射出電磁脈沖流；因此當(dāng)這些脈沖流隨著脈沖星的自轉(zhuǎn)掃過(guò)地球時(shí)，我們便能看見(jiàn)其一明一滅，彷佛一座佇立在宇宙中毫秒級(jí)急速閃爍的燈塔。

但也不是所有的脈沖星都一樣。部分脈沖星會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)比死星的正常輻射強(qiáng)度更大的毫秒級(jí)電磁脈沖。

蟹云脈沖星位于瑰麗的蟹狀星云中心，它的誕生來(lái)自于距今不到1000年的一場(chǎng)超新星爆發(fā)。同時(shí)，它也是我們發(fā)現(xiàn)的最年輕的脈沖星之一，自轉(zhuǎn)周期為33ms，即每秒自轉(zhuǎn)30次。

同時(shí)，它也是一個(gè)多產(chǎn)的巨型脈沖星，是我們已知的唯一一個(gè)波長(zhǎng)超過(guò)無(wú)線電波長(zhǎng)的天體。當(dāng)蟹云脈沖星爆發(fā)時(shí)，可見(jiàn)光強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)地增加。

正因如此，一個(gè)由日本瑞肯集群前沿研究所的榎戶輝揚(yáng)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際天文學(xué)家小組正在尋找其他波長(zhǎng)。來(lái)自世界各地的成員們使用無(wú)線電和和X射線望遠(yuǎn)鏡同步觀測(cè)蟹云脈沖星，看他們?cè)诰薮蟮纳潆娒}沖中能否檢測(cè)到X射線發(fā)射的增加。

歷經(jīng)三年，他們終于檢測(cè)到了一個(gè)足夠明顯和清晰的信號(hào)，確認(rèn)了蟹云脈沖星的確在它巨大的無(wú)線電脈沖中額外發(fā)射了大約4%的X射線，進(jìn)一步表明了我們大大低估了這其中的能量。

圖 3 左：超新星爆炸殘骸 右：模擬模型（蟹狀脈沖星） （圖源：NASA/CXC）

榎戶輝揚(yáng)說(shuō)道：“我們的觀測(cè)證明了這些巨大的脈沖的能量比我們之前認(rèn)為的要強(qiáng)上幾百倍”。

實(shí)際上我們并不知道這些巨大射電脈沖產(chǎn)生的原因，因此這是一個(gè)非常有趣的信息。研究人員說(shuō)，這4%的增長(zhǎng)與光輻射的增長(zhǎng)是一致的，這表明高能量的輻射具有與普通脈沖相同的光譜能量分布。這對(duì)我們判斷可能導(dǎo)致該星體輻射脈沖的因素提出了一些限制。

該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，他們觀測(cè)到的結(jié)果與磁重聯(lián)是一致的（磁重聯(lián)：恒星周?chē)拇艌?chǎng)線斷裂并重新連接時(shí)產(chǎn)生的能量釋放）。這是太陽(yáng)周?chē)恢贝嬖诘氖聦?shí)，也是太陽(yáng)耀斑的產(chǎn)生原因。

巨型射電脈沖也被認(rèn)為是來(lái)自其他星系的低能量方式的神秘電信號(hào)，也稱為快速射電暴。與巨型射電脈沖類似，幾乎所有的快速射電暴都是隨機(jī)的，持續(xù)時(shí)間僅幾毫秒，但它們來(lái)自于宇宙中更遙遠(yuǎn)的地方，因此能量也更大。

去年，天文學(xué)家首次探測(cè)到來(lái)自太陽(yáng)系的快速射線暴，它的來(lái)源是一顆磁星（磁星：一種具有非常強(qiáng)磁場(chǎng)的中子星）。更令人驚訝的是，脈沖星和磁性之間幾乎沒(méi)有交叉，一些天文學(xué)因此認(rèn)為磁星是由脈沖星演變而來(lái)的。

圖 4 磁星的X射線（圖源NASA'S Goddard Space Flight Center)

產(chǎn)生快速射電暴的機(jī)制可能并不止一種，所以這仍是一個(gè)謎團(tuán)。但這項(xiàng)研究提供了一個(gè)新的思路：一些快速射電暴會(huì)重復(fù)出現(xiàn)——如果他們是由一個(gè)類似于巨型射電脈沖的機(jī)制產(chǎn)生的，那么恒星就會(huì)迅速變暗，這樣的話我們就可以至少在一個(gè)快速射電暴源中重復(fù)觀測(cè)到。

所以我們現(xiàn)在可以知道，至少在一些快速射電暴的背后有其他的機(jī)制存在——但我們不能完全排是除脈沖星的可能。榎戶輝揚(yáng)說(shuō)：“這仍有爭(zhēng)議，但我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)和即將到來(lái)的關(guān)于快速射電暴的發(fā)現(xiàn)，對(duì)我們了解這些現(xiàn)象之間的關(guān)系有所幫助。”

或許我們并不了解，但我們會(huì)一定會(huì)對(duì)太空之謎打破砂鍋問(wèn)到底。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

BY:?MICHELLE STARR

FY: 開(kāi)心開(kāi)心一萬(wàn)年

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