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【中國新聞網】中國科學家領銜發現脈沖星自轉狀態突變導致星風雲亮度變化
2019-08-28|文章来源:中国新闻网 孙自法 |【
 

脈沖星及脈沖星風雲系統的示意圖,中間的橙色部分代表脈沖星(僅爲示意繪制,天體大小不反映實際比例)。中科院高能所/供圖

  记者27日从中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)获悉,该所葛明玉副研究员、卢方军研究员带领的国际合作研究小组最新发现:位于大麦哲伦云星系中编号为PSR B0540-69的脉冲星,在自转减速率突然变大之后的一年多时间里,其星风云的X射线亮度逐渐增加了相当的比例。

  這是天文學家第一次觀測到脈沖星自轉狀態突變導致脈沖星風雲亮度變化的現象,爲研究脈沖星自轉減速機制、脈沖星磁場結構以及脈沖星風雲的基本物理性質提供了重要的觀測依據。由中國科學家領銜的這一重要天文發現成果相關論文,已獲國際權威期刊《自然·天文學》在線發表。

  脈沖星是高速轉動的強磁場中子星,是大質量恒星壽命晚期發生超新星爆發的過程中形成的,其半徑只有10千米左右,而典型磁場約爲一萬億高斯,相當于地球磁場的兩萬億倍。根據脈沖星經典輻射理論,高速自轉的脈沖星通過磁偶極輻射釋放能量,同時自轉減慢。但越來越多的理論家認爲,高速旋轉的磁場也會産生以接近光速向外運動的星風,這是導致脈沖星自轉減慢的主要原因。脈沖星風和周圍環境作用,會形成空間尺度爲幾光年(地球到太陽距離的十萬倍左右)的脈沖星風雲,著名的蟹狀星雲就是這樣一個脈沖星風雲。

  2011年12月,天文学家发现脉冲星PSR B0540-69的自转减速率突然增加约36%,然后保持稳定。此前,虽然在多颗脉冲星中也观测到这类脉冲星自转减速率突变的现象,但与之不同的是,PSR B0540-69脉冲星在自转减速率突变后,并没有表现出脉冲辐射特征的显著变化,其起因成为未解之谜。

  中科院高能所牵头的国际合作研究小组通过分析多颗X射线天文卫星对PSR B0540-69的观测数据发现,在该脉冲星发生自转减慢速率突变之后,围绕在其周围的脉冲星风云的亮度在约400天内逐渐增加了32±8%,与该脉冲星自转减速率的突变幅度相当。对比分析PSR B0540-69脉冲辐射和星风云辐射的特性,研究组认为,导致脉冲星自转减慢率突变的主要原因是脉冲星磁极区域的磁场升高。由于磁极区域磁场的变化和星风的强度直接相关,但对X射线脉冲辐射区的影响不大,因此可以合理地解释所有的观测现象。

  研究小組最新發表的這一重要天文發現成果,首次在觀測上建立了從脈沖星自轉減速率突變,星風增強到星風雲變亮的時間和邏輯關系,也證明星風是導致該脈沖星自轉變慢的主要原因。同時,星風雲增亮的時標還表明,星風雲中的磁場爲約0.8毫高斯,這個直接測量值與之前在能量均分假設下推算的數值相當。

   (原载于中国新闻网:http://www.chinanews.com/gn/2019/08-27/8939351.shtml )


 
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