死去的“吸血鬼”恒星正在吸食一个同伴，并发射宇宙炮弹

拓破天峙

死去的“吸血鬼”恒星正在吸食一个同伴，并发射宇宙炮弹

（）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家已经破解了一颗死星贪婪地享用恒星伴侣的神秘行为。

距离我们大约4500光年，这颗行为怪异的脉冲星，或快速旋转的中子星，被命名为PSR J1023+0038或简称J1023。当它从两极喷射出周期性扫过地球的辐射束时，它似乎不断地在两种不同的亮度模式之间切换。

天文学家起初无法真正解释这种行为，但现在，一组研究人员可能已经解决了这个难题。他们发现脉冲星的亮度模式是物体在非常短的时间内喷射物质的结果。

“我们目睹了非同寻常的宇宙事件，在几十秒的短暂时间内，大量类似宇宙炮弹的物质从一个以令人难以置信的高速旋转的小而密集的天体发射到太空，”研究小组组长、纽约大学阿布扎比分校的科学家玛丽亚·克里斯蒂娜·巴格利奥在一份声明中说。

极端恒星和令人困惑的脉冲星

像所有的中子星一样，脉冲星是在大质量恒星到达其生命的尽头，耗尽其用于内在核聚变过程的燃料供应时诞生的。当这些恒星核心中的核燃烧停止时，向外的能量流也会停止，从而提供足够的压力来支持物体对抗自身重力的向内推力。

结果，数十亿年来定义恒星存在的平衡行为结束了——重力成为胜利者。

这颗恒星的核心经历了一次引力坍缩，同时它的外层在超新星爆炸中被炸掉。当这个坍缩的恒星核心的质量介于太阳质量和我们恒星质量的两倍之间时，当它的宽度缩小到地球上一个城市的宽度时，它就诞生了一颗中子星。

构成这颗死星的物质被这种坍缩完全压缩，被认为是宇宙中已知密度最大的物质。例如，一块方糖大小的中子星物质会重达10亿吨。这大约是金门大桥重量的1000倍。

这种快速的恒星坍缩还有其他后果。

就像滑冰运动员在例行公事中旋转时将手臂收回来加速一样，恒星核心半径的快速减小意味着中子星的旋转速度大大增加——一些年轻的中子星的旋转速度高达每秒700次。

这意味着，当它们以脉冲星的形式从两极释放辐射时，这些恒星尸体展现出令人难以置信的精确计时机制。

此外，恒星内核的坍塌可以将恒星的磁场线推到一起，导致它们的强度大幅增加，并创造出已知宇宙中最强大的磁场。

然而，即使在其极端的恒星残骸分类中，J1023也很突出。

在过去的10年里，天文学家们目睹了脉冲星从它的伴星中吸取物质。这些偷来的物质在脉冲星周围形成了一种被称为吸积盘的结构，团块从那里逐渐被吸到其表面。

自从J1023的馈电行为开始以来，从它的两极发出的辐射束几乎消失了，脉冲星已经从“高功率”模式切换到“低功率”模式。在前一种模式下，脉冲星在X射线、紫外线和可见光中发出明亮的光，而在后一种模式下，它显得较暗，并发出低能无线电波。

脉冲星停留在特定模式的时间短至几秒钟，长至几分钟，然后再次切换。

宇宙炮弹！

Baglio和他的同事用12架太空和地面望远镜观察了J1023，包括甚大望远镜(VLT)和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。两者都位于智利北部，是欧洲南方天文台的一部分，由科学家在2021年6月的两个晚上利用。

这一观测活动让该团队观察脉冲星的转换模式超过280次。研究人员最终发现，这种模式转换源于从脉冲星吹来的高能粒子流(称为脉冲星风)和落向它的物质之间的相互作用。

当它处于低功率模式时，脉冲星似乎以与吸积盘成90度的狭窄喷流形式向它排出了一些物质。

当这一切发生时，物质并没有被聚集在脉冲星附近的喷流排出。这种物质受到脉冲星风的猛烈撞击，开始升温。这使得脉冲星处于高功率模式，这种物质在X射线、紫外线和可见光下发出明亮的光。

渐渐地，来自脉冲星的喷流削掉了邻近的炽热发光物质，像宇宙炮弹一样将它们发射出去。这将移除高温材料，并导致系统再次变暗，从而切换回低功耗阶段。

尽管这个谜可能已经被解开，天文学家还没有完成对J1023的观测。

特别是，目前正在智利北部阿塔卡马沙漠地区建造的超大型望远镜(ELT)可以帮助天文学家以前所未有的细节研究J1023的转换机制。

“ELT将使我们能够获得关于脉冲星周围流入物质的丰度，分布，动力学和能量学如何受到模式转换行为的影响的关键见解，”研究合著者兼意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台研究主任塞尔吉奥·坎帕纳在声明中说。

该团队的成果发表在《天文学和天体物理学》杂志上。