奇怪的脉冲星发出一种神秘的不明原因的光,而科学家们肯定不知道为什么

天文学家注意到附近的中子星周围有一些不寻常的东西,称为RX J0806.4-4123。

宾夕法尼亚州立大学的贝蒂娜·波塞尔特(Bettina Posselt)领导的一个团队利用哈勃太空望远镜发现了一颗奇怪的红外光发射,这颗红光从这颗名为星球的恒星周围出现,这种物质从未见过。

中子星是宇宙中一些最奇怪的物体。 当大质量的恒星在它们的生命周期结束并经历称为超新星的巨大爆炸时会产生它们,这些爆炸会吹掉外层的物质。 如果爆炸恒星的质量不足以产生黑洞,则剩余的中心区域在重力作用下坍缩并被挤压到质子和电子结合形成中子的程度。

由此产生的物体对于恒星而言非常小 - 通常直径在20到30公里之间 - 但它们非常密集。 尽管尺寸较小,但它们的质量往往是太阳的1.4倍。 根据美国国家航空航天局的说法,这意味着一茶匙中子星的重量将达到惊人的十亿吨。

由于它们的密度极高,它们还具有强大的引力场。 事实上,中子星表面的引力场大约是地球引力场的2000亿倍。 恒星也可以快速旋转,每秒旋转数百次。 一些中子星,例如RX J0806.4-4123,吐出强烈的辐射束,就像星际灯塔一样。 这些被称为脉冲星。

中子星不倾向于用红外光进行研究,因为它们更亮,更容易在其他波长中探测,例如使用X射线,伽马射线和无线电波。 但是对于最新的研究,该团队使用哈勃的红外视觉来观察RX J0806.4-4123 - 他们发现的结果令人惊讶。

他们检测到只能在此波长下看到的扩展红外信号。 即使对于在红外波长中观察到的少数中子星,这也是不寻常的。

“这种延长​​的红外发射在其他波长上没有任何痕迹 - 即X射线 - 迄今为止还没有见过,”波塞尔告诉新闻周刊

该团队观察到中子星周围的红外发射区域扩大,其总大小在脉冲星的假定距离处转化为约200个天文单位(约180亿英里),她说。

在“ 上发表的一篇论文中,研究人员提出了两种可能的神秘红外发射解释。 首先是红外光来自围绕恒星的材料盘,主要由灰尘组成。

“在超新星之后,可能存在所谓的'后备盘'材料在中子星周围聚结,”波塞尔特在一份声明中说。 “这样的磁盘将由来自祖先大质量恒星的物质组成。 它随后与中子星的相互作用可能会加速脉冲星并减缓其旋转。“

第二种解释是,中子星上有一股高能风,与星际空间中的气体相互作用,产生了一种被称为“脉冲星风星云”的特征。 当粒子在电场中加速时产生脉冲星风,该电场是由具有强磁场的中子星的快速旋转产生的。

STSCI-H-p1843a-z-1000x625 该图显示了一颗中子星(RX J0806.4-4123),其中有一团温暖的尘埃,可以产生美国宇航局哈勃太空望远镜探测到的红外信号。 NASA,ESA和N. Tr'Ehnl(宾夕法尼亚州立大学)

“当中子星以超过声速的速度穿过星际介质时,星际介质与脉冲星风相互作用会产生冲击,”波塞尔说。 “然后震惊的粒子会发出同步辐射,导致我们看到的扩展红外信号。 通常情况下,在X射线中可以看到脉冲星风星云,只有红外线的脉冲星风星云才会非常不寻常和令人兴奋。“

当NASA即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜开始运作时,科学家们将能够进一步探索无法解释的现象,例如最新结果发现的现象。 先进的天文台将于2021年发射升空,将成为哈勃望远镜的继承者。 它将提供前所未有的分辨率和灵敏度,使其能够进行广泛的调查,这是目前技术无法企及的。

“如果进一步的观察结果确认了这一点,这对我们理解中子星的出生参数以及中子星如何随时间演变而言非常重要,”Posselt告诉新闻周刊 “如果额外的观测证实了脉冲星风星云,这也很有意思,因为它暗示这颗中子星周围的加速粒子具有异常低的能量。研究这样做的原因可以帮助我们更好地理解脉冲星风星云。”

麦吉尔大学的天体物理学家维多利亚·卡斯皮(Victoria Kaspi)没有参与这项研究,他告诉“新闻周刊” ,结果是“有趣的。中子星及其环境的近红外探测并不多,所以这个来源值得关注。

“然而,对发射的解释尚不清楚。脉冲星风星云的可能性可能是最常规的,但是中子星周围的磁盘存在大量的间接证据,因此这种可能性不应低估。”

由美国国家航空航天局和欧洲航天局共同运营的哈勃望远镜已运营超过28年。 在那段时间里,它捕获了我们宇宙中一些最引人注目和最引人注目的图像。 虽然不是第一个发射的太空观测台,但它既是最大也是最多功能的天文台之一,为天文学家提供了观测宇宙的众多选择。

本文更新了Bettina Posselt和Victoria Kaspi的评论。

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