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這次,天體物理學家不知道自己發現了什麼?

在銀河系中潛伏着一些奇怪的東西,天文學家剛剛在大約3000到4000光年外發現了一個極端的新候選天體。

在銀河系中潛伏着一些奇怪的東西,天文學家剛剛在大約3000到4000光年外發現了一個極端的新候選天體。

在調查了來自該系統的神秘閃光後,研究人員懷疑自己發現了一顆難以捉摸的「黑寡婦」恆星——快速旋轉的脈衝星,通過緩慢吞噬其較小的伴星而保持活力。

黑寡婦脈衝星充其量是罕見的——我們知道銀河系中有十幾個或更多。但上面似乎是我們所發現的現象中最極端、可以說是最奇怪的例子之一。

名為 ZTF J1406+1222的雙星系統擁有迄今為止最短的軌道周期,「黑寡婦」和它的獵物每62分鐘相互環繞一次。

更奇怪的是,該系統似乎擁有第三顆遙遠的恆星,它大約需要12000年才能繞另外兩顆恆星一周。

麻省理工學院的首席研究員兼物理學家凱文·伯奇說:「就黑寡婦而言,這個系統確實是獨一無二的,因為我們發現它有可見光,而且它的伴星軌道很廣,而且還位於銀河系中心。」

大質量超巨星的核心坍縮成中子星時,中子星被高度磁化並快速旋轉時,就變成了我們所說的脈衝星。

就像宇宙中的超亮燈塔一樣,脈衝星以極快的速度旋轉並向我們發射 X射線和伽馬射線,其間隔從超過一秒到可以以毫秒計算的周期不等。脈衝星的旋轉速度和爆發能量,取決於它們的年齡。

但是,如果一顆經過的恆星足夠近,脈衝星可以像巨大的寄生蟲一樣慢慢地從它身上吸取物質,吸取足夠的能量來繼續旋轉,直到把另一個恆星吃干抹淨。

「這一天體系統被稱為黑寡婦,因為脈衝星就像蜘蛛吃掉它的配偶一樣。」伯奇說。

過去,天文學家已經通過伽馬射線或 X射線(脈衝星本身發出的高頻輻射)發現過黑寡婦系統。

但是該團隊使用了一種新技術來找到了 ZTF J1406+1222:他們尋找從被吃掉的恆星發出的可見光。

事實證明,與黑寡婦鎖定的伴星的「白天」一側比「夜晚」一側的溫度要高很多倍,這種亮度的極端變化是可以檢測到的。

為了驗證這個想法,研究人員使用了來自加利福尼亞天文台 Zwicky Transient Facility的數據。然後開始尋找新的黑寡婦,並遇到了 ZTF J1406+1222,伴星的亮度每62分鐘變化13倍。

這是第一次以這種方式發現黑寡婦脈衝星,這也是這一發現如此令人興奮的部分原因。

當然,另一部分是他們偶然發現的神秘系統。

黑寡婦脈衝星及其獵物不僅被鎖定在迄今為止所見的最緊密的自相殘殺的螺旋中,而且當團隊使用斯隆數字巡天通過對恆星的測量數據回溯時,他們看到該系統正被一個罕見的低-金屬量冷亞矮星環繞,後者似乎每12000年才繞雙星運行一周。

這顆遙遠的第三顆恆星的存在可能使該系統成為一個聞所未聞的「三重」黑寡婦,並且讓天文學家對它們最初是如何形成的摸不着頭腦。

根據目前的觀察,伯奇和同事有一些想法。三重黑寡婦產生於被稱為球狀星團的密集的老恆星星團。

一個主要的假設是,如果這個特定的星團漂入銀河系的中心,那麼我們中心黑洞的引力可能會將星團拉開,而只留下三重黑寡婦。

「這是一個複雜的出生場景,這個系統在銀河系中的時間可能比太陽存在的時間更長。」

更奇怪的是,雖然團隊可以使用可見光探測到 ZTF J1406+1222,但當他們回頭尋找伽馬射線和 X射線時,他們實際上看不到它——這表明它實際上可能根本不是黑寡婦。

「我們確定的一件事是,我們看到一顆恆星的白天比夜晚熱得多,每62分鐘圍繞某物運行,一切似乎都表明它是一個黑寡婦雙星。但它有一些奇怪的地方,所以也有可能是全新的東西。」

該團隊計劃繼續觀察該系統以更好地了解正在發生的事情。

天文學家知道,當中子星形成時,它們會被「踢一下」,使它們以高速飛馳。但目前還沒有完全理解這一「踢」的。這個神秘系統的奇怪誕生方式或許可以揭開迷霧。

「我們還有很多不明白的地方。但確定的是,我們有了一種探索黑寡婦中子星的新技術。」

該研究已發表在《自然》雜誌上。

責任編輯: 方尋  來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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