宇宙中的脉冲星“故障”，每秒自转11圈，每隔3年却突然瞬间加速

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一颗死星的奇妙“打嗝”远比我们想象的还要有趣。当一颗大质量恒星死亡时，它会留下一个被称为中子星的致密内核。这些异域恒星中有许多旋转得很快，会像灯塔一样发出辐射，它们被称为脉冲星。这些脉冲星可以每秒旋转数千次，而且旋转得十分稳定，通常以时钟般精准的速度旋转，以至于可以被用作宇宙时钟。然而有时候它们也会如家里的壁钟一样，会出现小故障，天文学家称之为恒星的“打嗝”。

如图：船帆座中子星

已知大约5%的脉冲星，会发生这样的失灵故障，它们会在几秒钟内旋转得更快，就像人体心跳过速一样。基于其一贯保持的精确的旋转速率，这个小问题有点令天文学家困惑。

船帆座脉冲星就是一个例子，它距离地球约1000光年，潜伏在一万多年前超新星爆炸时遗留下来的气体云和尘埃之中。船帆座脉冲星通常以每秒11圈的速度旋转，然而每三年它就会发生一次“打嗝”故障。最近一次故障发生在今年2月，本文中提及的研究关注对象的是2016年12月发生的故障。

2016年，船帆座脉冲星再次发生故障。澳大利亚塔斯马尼亚Mount Pleasant射电天文台的天文学家捕捉到了这一现象。该事件的一些细节有助于天文学家研究这些恒星突然加速的理论和模型。

这颗脉冲星的表现让人很吃惊，中子星实际上在更快的自转开始之前曾短暂减速，也就是我们讨论的小故障发生的本身。由澳大利亚莫纳什大学的天文学家格雷格·阿什顿领导的研究小组于8月12日在《自然天文学》上发表了他们的发现。

天文学家还不完全清楚这些脉冲星发生故障失灵的原因，但认为这与中子星的内部过程有关。目前最好的理解是恒星的内层突然向外倾斜。当它撞击脉冲星的外壳时，会使恒星旋转得更快。然后它很快又会恢复到以前的旋转速度，整个过程不到13秒就结束了。

2016年对船帆座脉冲星故障的观测是迄今为止对此类故障进行的最详细的观测之一。他们的观测结果与天文学家在2000年和2004年时观测到的故障结果相吻合。

此类现象与理论模型一致，理论模型表明中子星的内部结构有三个组成部分。其中一个部分是地壳内层的超流体中子汤，它首先向外运动，撞击恒星坚硬的外壳，导致其自旋。但随后在核心中流动的第二股超流体汤会追赶上第一股，导致恒星的自转速度减慢。

在文献中，这种超调已经被预测过几次了，但这是第一次在观察中发现这种超调。虽然这并不是中子星内部发生的事情的决定性证据，但它确实让天文虚假更接近于缩小它的范围。

尽管如此，之前提到的放缓仍然无法解释。天文学家实际上并不确定这类现象发生的原因。这种减速实际上可能通过在地壳和地壳超流体之间造成一个关键的滞后而触发故障，但仍有一个巨大的问号悬在上面。

目前阿什顿的团队表示，他们将继续研究故障之外的船帆脉冲星，希望更好地了解这颗奇怪的恒星。谁也说不准下次故障什么时候会发生，他们希望未来的观测、分析和理论模型能够为他们揭示的动力学现象提供新的解释。


本文选自：今日头条