磁場比太陽強10萬億倍!強大又壯觀的中子星噴射流

根據2018年9月26日發表在《自然》上的一項新研究,天文學家已經探測到一顆具有強磁場中子星發射出的射電射流——這是目前理論無法預測的。該團隊由阿姆斯特丹大學的研究人員領導,利用位於新墨西哥的卡爾·詹斯基(KarlG.Jansky)甚大陣列射電望遠鏡和美國宇航局的斯威夫特太空望遠鏡,觀察了這個名為SWIFT J 0243.6+6124的天體。究報告的合著者、科廷大學國際射電天文研究中心(ICRAR)的副教授詹姆斯米勒-瓊斯(James Miller-Jones)說:中子星是恆星“屍體”。

磁場比太陽強10萬億倍!強大又壯觀的中子星噴射流

Swift J0243.6+6124發射噴射流時對強磁場中子星的印象概念圖。在其首次被發現的明亮突出事件中,Swift J0243.6+6124中的中子星以非常高的速率吸積,從吸積盤內部產生豐富的x射線發射。與此同時,研究小組用美國的卡爾·g·揚斯基超大型射電望遠鏡探測到了無線電發射。通過研究x射線如何改變射電發射,可以推斷出它來自於快速移動的窄聚焦光束,也就是我們所知的射電射流,在這裡我們可以看到它遠離中子星磁極。圖片:ICRAR/University of Amsterdam.

博科園-科學科普:是當一顆大質量恆星耗盡燃料並經歷超新星爆炸時形成的,恆星中心部分在自身引力作用下崩潰。這種坍縮導致恆星的磁場強度增加到我們太陽強度的幾萬億倍,經過幾十萬年,磁場強度又逐漸減弱。研究的負責人、阿姆斯特丹大學的博士生雅各布·範·登·艾因登說:中子星和黑洞有時會與附近的“伴星”一起在軌道上被發現。伴星的氣體供給中子星或黑洞,當某些物質以接近光速的強力射流噴射出來時,就會產生壯觀的景象。

磁場比太陽強10萬億倍!強大又壯觀的中子星噴射流

Swift J0243.6+6124中的中子星印象概率圖,中子星有很強的磁場阻止吸積盤進入中子星表面。圓盤中的一些氣體沿著磁場線輸送到中子星的磁極上,從而產生x射線發射,把它看作是恆星每10秒旋轉一次短暫、有規律的x射線脈衝。圖片:ICRAR/University of Amsterdam.

天文學家幾十年前就知道了射流,但到目前為止只觀察到來自磁場弱得多的中子星射流。普遍的看法是,足夠強的磁場阻止物質接近中子星,從而形成射流。黑洞被認為是發射強大射流的無可爭議之王,即使它只從伴星那裡獲取少量物質。中子星的弱噴流只有在它以很高的速率從伴星那裡吸收氣體時才會變得足夠亮。研究的中子星磁場比太陽磁場強10萬億倍,所以我們有史以來第一次觀測到中子星噴射出的強磁場,這一發現揭示了一種全新的噴射來源,可供我們研究。

磁場比太陽強10萬億倍!強大又壯觀的中子星噴射流

雙星系統Swift J0243.6+6124的概念圖,在27天的軌道上有一顆中子星和一顆質量更大、旋轉速度更快的供星。供體恆星的快速旋轉在恆星赤道周圍拋出一個圓盤狀物質。當中子星在軌道中穿過圓盤時,它會吸收一些流出的氣體,然後在吸積盤中螺旋向中子星靠近。圖片:ICRAR/University of Amsterdam

世界各地的天文學家都在研究噴氣機,以更好地瞭解它們的成因,以及它們向太空釋放了多少能量。射流在將中子星和黑洞所提取的大量引力能送回周圍環境中起著非常重要的作用。從一個具有強磁場的中子星上發現噴流與我們預期背道而馳,這表明我們仍有很多東西不知道噴流是如何產生的。由強磁化吸積x射線脈衝星演化而來的噴射流研究於2018年9月26日發表在《自然》期刊上。

博科園-科學科普|參考期刊文獻 :《Nature》|研究/來自:國際射電天文研究中心,DOI: 10.1038/s41586-018-0524-1

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