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ESO望远镜帮助解开脉冲星之谜

摘要 天文学家通过包括三座欧洲南方天文台 (ESO) 设施在内的 12 台地面和太空望远镜进行的非凡观测活动,发现了脉冲星(一颗超高速旋转星)的...

天文学家通过包括三座欧洲南方天文台 (ESO) 设施在内的 12 台地面和太空望远镜进行的非凡观测活动,发现了脉冲星(一颗超高速旋转星)的奇怪行为。众所周知,这个神秘的物体几乎不断地在两种亮度模式之间切换,直到现在这仍然是一个谜。但天文学家现在发现,脉冲星在很短的时间内突然喷射出的物质是造成这种特殊转变的原因。

玛丽亚·克里斯蒂娜·巴格里奥(Maria Cristina Baglio)表示:“我们目睹了非同寻常的宇宙事件,在数十秒的非常短的时间内,大量物质(类似于宇宙炮弹)从一个以令人难以置信的高速旋转的小而致密的天体发射到太空中。”是纽约大学阿布扎比分校的研究员,隶属于意大利国家天体物理研究所 (INAF),也是今天发表在《天文学与天体物理学》杂志上的论文的主要作者 。

脉冲星是一颗快速旋转的磁性星,向太空发射电磁辐射束。当它旋转时,这束光束扫过宇宙——很像灯塔光束扫描周围环境——并在它与地球视线相交时被天文学家检测到。这使得从我们的星球上看,这颗恒星的亮度看起来呈脉冲状。

PSR J1023+0038,简称J1023,是一种特殊类型的脉冲星,具有奇异的行为。它位于六分仪座中,距离约 4500 光年,紧密围绕另一颗恒星运行。在过去的十年里,脉冲星一直在积极地将物质从这个伴星上拉下来,这些物质聚集在脉冲星周围的圆盘中,并慢慢向它落下。

自从这个物质积累过程开始后,扫掠光束几乎消失了,脉冲星开始在两种模式之间不断切换。在“高”模式下,脉冲星会发出明亮的 X 射线、紫外线和可见光,而在“低”模式下,脉冲星在这些频率下会变暗,并发射更多的电波。脉冲星可以在每种模式下停留几秒钟或几分钟,然后在短短几秒钟内切换到另一种模式。迄今为止,这种转变一直让天文学家感到困惑。

西班牙巴塞罗那空间科学研究所研究员、《纸。该活动包括欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)和欧洲南方天文台的新技术望远镜(NTT),它们探测可见光和近透视 光,以及阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),欧洲南方天文台是其中的合作伙伴。2021 年 6 月的两个晚上,他们观察到系统在高低模式之间进行了 280 多次切换。

“我们发现模式切换源于脉冲星风、从脉冲星吹走的高能粒子流和流向脉冲星的物质之间复杂的相互作用,”同样隶属于 INAF 的科蒂·泽拉蒂 (Coti Zelati) 说 。

在低模式下,流向脉冲星的物质以垂直于圆盘的狭窄射流被排出。 渐渐地,这种物质越来越靠近脉冲星,当这种情况发生时,它会受到从脉动恒星吹来的风的撞击,导致物质升温。该系统现在处于高模式,在 X 射线、紫外线和可见光下发出明亮的光。最终,脉冲星通过射流去除了这些热物质的斑点。由于圆盘中的热物质较少,系统发出的光不那么明亮,切换回低模式。

虽然这一发现解开了 J1023 奇怪行为的谜团,但天文学家仍然有很多东西需要从研究这个独特的系统中学习,ESO 的望远镜将继续帮助天文学家观察这颗奇特的脉冲星。特别是,目前正在智利建造的 ESO 极大望远镜 ( ELT ),将为 J1023 的切换机制提供前所未有的视角。 INAF 布雷拉天文台研究主任兼合著者塞尔吉奥·坎帕纳 (Sergio Campana) 总结道:“ELT 将使我们能够深入了解脉冲星周围流入物质的丰度、分布、动力学和能量如何受到模式切换行为的影响。”研究的。

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