哈勃首度发现中子星有红外弥散辐射区

2018-09-29 00:02:36  NASA

哈勃首度发现中子星有红外弥散辐射区

2018-09-29 00:02:36
来源:NASA
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哈伯首度发现中子星有红外弥散辐射区

  来自美国宾州州立大学(Pennsylvania State University)等机构的天文学家Bettina Posselt等人,透过哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)观察中子星RX J0806.4-4123,发现有不寻常的红外光是从这颗中子星邻近之处辐射出来的,显示这颗中子星旁可能有以前没见过的新特征。Posselt等人认为有几种可能的解释:其中一种可能是中子星周围有尘埃盘(dusty disk)环绕,另一种可能是来自中子星的强劲波霎风,冲击中子星正在经过的星际气体的结果。这项发现或许有助于天文学家了解中子星的演化过程。

  中子星是大质量恒星生命末期发生超新星爆炸后的残骸,密度非常高,常伴有强烈磁场与非常快速的自转,所发出的辐射会如同灯塔一般以固定频率扫过地球,故又有「波霎(pulsar)」之称。以RX J0806.4-4123为例,它自转一圈仅需11秒;有些甚至是一秒自转数十次之多。天文学家常以低频的电波和X射线等高能辐射波段来研究中子星,不过最新研究显示也能以红外波段针对中子星进行研究。

  RX J0806.4-4123属于一群邻近的7颗X射线波霎群,这群波霎被昵称为「绝地七骑士(the Magnificent Seven,电影台湾名)」,每颗都比它们它们这个年龄以及考虑自转能量损耗等状况后该有的温度还热。Posselt等人观测到中子星周围有块广大的弥散红外辐射区,估计宽度约达200AU左右。这是第一个观测到有仅在红外波段有弥散信号(extended signal)的中子星。

  这些天文学家推测可能造成红外弥散信号的原因,第一个是中子星周围有物质盘,盘中物质绝大部分是尘埃。有理论认为这些可能超新星爆炸向外抛出的物质,还有一部份爆炸前的前身恒星物质,在超新星爆炸后逐渐落回中子星,故又称为「回降盘(fallback disk)」。这些回降物质与中子星交互作用下,会使中子星被加热,并使中子星自转速度变慢。如果确定RX J0806.4-4123的红外弥散信号是这个超新星回落盘,那么终将改变我们对中子星演化的「常识」。

  第二种可能的猜测,是「波霎风星云(pulsar wind nebula)」。来自中子星的带电粒子,被自转快且磁场强的中子星产生的电场加速向外流出而形成波霎风。由于中子星在星际空间中以超过声速的速度运动,当穿越星际介质时,会在中子星运动前方,星际介质和波霎交锋处产生一道震波(shock)。震波中的粒子会发出同步辐射(synchrotron radiation),由此产生所观测到的红外弥散信号。波霎风星云通常可见于X射线波段,如果这种解释是正确的,那么RX J0806.4-4123是唯一在红外波段观测到波霎风星云的,如此特异的状况,当然让天文学家们相当兴奋。

  由于不确定哪一种解释是正确的,这些天文学家计划未来韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)升空之后,将继续在红外波段进行探索,以便能进一步了解中子星的演化概况。

责任编辑:微科普

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