科学家发现银河系“高速陀螺” 每秒自转716次

【新唐人北京时间2024年11月14日讯】近期,天文学家发现宇宙正在剧烈变化,不断有新的天体和奇景出现。丹麦天文学家发现了一颗离地球26,000光年的中子星,以每秒700多次的惊人速度进行自转,这是迄今为止观察到旋转速度最快的天体之一。

丹麦科技大学(Technical University of Denmark, DTU)的研究人员藉由美国太空总署(NASA)安装在国际太空站(ISS)的中子星内部成分探测器(NICER)X射线望远镜,观测到银河系中心的人马座X射线双星系统“4U 1820-30”中,体积很小、质量极大且自转极快的中子星。

这颗如同宇宙中“高速陀螺”的中子星,直径仅有12公里,质量却是太阳的1.4倍左右。它于2017年至2021年期间,被天文学家观测到在“4U 1820-30”系统中出现了15次的热核X射线爆发。天文学家发现,其中的一个爆发显示出一种称为“热核爆发振荡”的特征,其发生频率为716赫兹(Hz)。

该双星系统位于富含金属的球状星团“NGC 6624”中,距离地球大约26,000光年。科学家解释,“4U 1820-30”系统中的中子星自身强大的引力,会吸收和累积周围和伴星上的物质,当它表面累积了足够的物质时,就会发生剧烈的热核爆发,过程类似原子弹爆炸的样子

NASA在1999年公布的蟹状星云图,该星云中心是一颗快速旋转的中子星或脉冲星,每秒发射30次辐射脉冲。(NASA/AFP)

这些热核爆发振荡频率与中子星本身的旋转频率相匹配,这意味着来自“4U 1820-30”的中子星自转速度是每秒716次(每分钟42,960次),这也是人类目前观察到旋转速度最快的物体之一。目前观测到其它旋转速度普通的中子星,大约是每秒几次到几十次之内。

另外,与“4U 1820-30”的中子星自转速度相近的中子星是“PSR J1748–2446”,它的自转速度也是每秒716次(频率716 Hz)。目前发现第二快的是“PSR J0952-0607”,它在银河场中的频率为707 Hz。

“4U 1820-30”的X射线双星系统除了中子星,还有一颗伴星。这颗伴星是一颗与地球大小相同的白矮星(由电子简并物质构成的恒星核残骸),其质量与太阳相当。据了解它每11.4分钟绕这颗高速自转的中子星一次,使其成为已知轨道周期最短的双星系统。

这个双星系统是指两颗恒星受引力束缚而组成的系统。它们围绕着一个质心运行,但两颗恒星不一定具有相同的质量、大小或亮度。因此在系统中较大的恒星被称为主星,而较小的恒星被称为次星或伴星。

天文学家解释,中子星又称为“死星”,原本是一颗大质量恒星因其耗尽燃料(氢或氦元素)无法再进行核融合反应,且核心逐渐累绩重元素(铁等金属元素),最终因无法负荷核心的重量,使核心开始迅速坍缩,加速恒星的自转速度。另外,它在塌缩过程产生的冲击波,会传到垂死恒星的外层引发爆炸和强烈风暴,形成“超新星”爆炸。

目前天文学家已经发现了几千个这种超新星爆炸后的大质量恒星,是宇宙中可观测到的最致密的物体之一。

国际研究中心的成员、丹麦技术大学空间高级科学家加拉瓦‧贾萨瓦尔(Gaurava K. Jaisawal)博士对丹麦大学的新闻室说道,“当我们研究这个系统的热核爆炸时,发现了显着的震荡。这表明中子星以每秒716次的惊人速度绕其中心轴旋转。”

“如果未来的观测证实了这一点,那么4U 1820-30双星系统的中子星,将成为宇宙中迄今为止观测到的旋转速度最快的物体之一。目前只有另一颗名为PSR J1748-2446的中子星可以与之媲美。”他说。

该校太空科学家杰罗姆‧切内韦斯(Jerome Chenevez)副教授则解释道,“中子星在爆发期间,其释放出巨大的能量所产生的亮度是太阳的10万倍。因此,透过详细研究它们,让我们对双星系统现有的生命周期和宇宙中元素的形成,有了新的见解。”

研究成果于10月25日发表在《天文物理学》期刊上。

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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