钱德拉捕捉到破坏附近恒星的“蜘蛛脉冲星”

降法讲顾

在这幅由美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜拍摄的图像中，一个充满了数百万颗恒星的星团像一块彩虹色的蛋白石一样闪闪发光。被称为半人马座欧米伽星，这个闪耀的星球就像一个微型星系。它是大约150个被称为球状星团的类似天体中最大最亮的一个，这些天体围绕我们银河系的外围运行。南半球的天文学家可以用肉眼在半人马座找到这颗恒星宝石。球状星团是我们宇宙中最古老的天体之一。它们的恒星已经超过120亿年了，而且在大多数情况下，都是在宇宙还在蹒跚学步时突然形成的。半人马座欧米茄的不同寻常之处在于，它的恒星年龄不同，拥有不同水平的金属，或比硼重的元素。天文学家表示，这表明半人马座欧米茄的起源不同于其他球状星团:他们认为它可能是一个矮星系的核心，很久以前被我们的银河系撕裂并吸收。在这张半人马座欧米茄的新照片中，斯皮策的红外观测结合了来自智利塞罗托洛美洲天文台的国家科学基金会布兰科4米望远镜的可见光数据。波长为0.55微米的可见光数据是蓝色的，斯皮策红外阵列相机拍摄的3.6微米红外光是绿色的，斯皮策多波段成像光度计拍摄的24微米红外光是红色的。在绿色和红色重叠的地方，出现了黄色。因此，黄色和红色的点是斯皮策揭示的恒星。这些被称为红巨星的恒星更加进化，体积更大，尘埃更多。蓝色的恒星是在可见光和3.6微米或近红外光下发现的。它们进化程度较低，就像我们的太阳一样。照片中的一些红点是我们银河系以外的遥远星系。图片：x光:美国国家航空航天局/CXC/骚；光学:美国国家航空航天局/欧空局/STScI/AURA；IR:美国国家航空航天局/JPL/加州理工学院；图像处理:美国国家航空航天局/CXC/萨奥/N .沃尔克

（）据美国宇航局（李·莫宏）：一群被称为“蜘蛛脉冲星”的死亡恒星正在吞噬它们所及范围内的伴星。来自美国国家航空航天局半人马座欧米茄球状星团钱德拉X射线天文台的数据正在帮助天文学家了解这些蜘蛛脉冲星是如何捕食它们的恒星同伴的。

脉冲星是大质量恒星坍缩形成中子星后留下的旋转致密核心。快速旋转的中子星可以产生辐射束。就像旋转的灯塔光束一样，这种辐射可以作为一种强大的脉冲辐射源或脉冲星被观测到。一些脉冲星每秒钟旋转几十到几百次，这些被称为毫秒脉冲星。

蜘蛛脉冲星是一种特殊的毫秒脉冲星，因其对周围轨道上的小型伴星造成的破坏而得名。通过从蜘蛛脉冲星流出的高能粒子风，脉冲星的伴星外层被有条不紊地剥离。

天文学家最近使用巴夏礼和猫鼬射电望远镜在半人马座欧米茄中发现了18毫秒脉冲星，距离地球约17700光年。来自加拿大阿尔伯塔大学的两位天文学家随后查看了半人马座欧米茄的钱德拉数据，看看是否有毫秒脉冲星发出X射线。

他们发现了11颗发射X射线的毫秒脉冲星，其中5颗是集中在半人马座欧米茄中心附近的蜘蛛脉冲星。接下来，研究人员将半人马座欧米茄的数据与钱德拉对其他12个球状星团中26颗蜘蛛脉冲星的观测数据结合起来。



在X射线和可见光下，半人马座欧米茄的特写图像显示了一些蜘蛛脉冲星的位置。蜘蛛脉冲星是一种特殊的毫秒脉冲星，因其对周围轨道上的小型伴星造成的破坏而得名。图片：x光:美国国家航空航天局/CXC/骚；光学:美国国家航空航天局/欧空局/STScI/AURA；图像处理:美国国家航空航天局/CXC/萨奥/N .沃尔克

根据被摧毁恒星的大小，有两种蜘蛛脉冲星。“红背”蜘蛛脉冲星正在破坏质量在太阳的十分之一到一半之间的伴星。与此同时，“黑寡妇”蜘蛛脉冲星正在破坏质量不到太阳5%的伴星。

研究小组发现了这两类蜘蛛脉冲星之间的明显差异，红背在X射线中比黑寡妇更亮，这证实了之前的工作。该团队首次展示了蜘蛛脉冲星的X射线亮度和伴星质量之间的一般相关性，产生更多X射线的脉冲星与质量更大的伴星配对。这清楚地证明了蜘蛛脉冲星伴星的质量会影响恒星接受的X射线剂量。

钱德拉探测到的X射线主要被认为是在从脉冲星流出的粒子风与从伴星吹走的物质风碰撞时产生的，并产生冲击波，类似于超音速飞机产生的冲击波。

蜘蛛脉冲星与它们的同伴之间的距离通常只有地月距离的1到14倍。这种近距离——从宇宙角度来说——导致脉冲星的高能粒子对它们的伴星特别有害。

这一发现与科学家开发的理论模型相一致。因为更大质量的恒星会产生更密集的粒子风，当它们的风与来自脉冲星的粒子碰撞时，会产生更强的冲击——产生更亮的X射线。伴星离脉冲星很近，这意味着X射线和脉冲星的风会对恒星造成重大损害。

钱德拉敏锐的X射线视觉对于研究球状星团中的毫秒脉冲星至关重要，因为它们通常在一小部分天空中包含大量的X射线源，很难区分这些源。半人马座欧米茄中的几颗毫秒脉冲星拥有其他不相关的X射线源，距离它们只有几角秒。(1弧秒是在2.5英里的距离上看到的一便士的表观尺寸。)

描述这些结果的论文将发表在12月的《皇家天文学会月报》上，已被接受的论文的预印本可在网上获得。这篇论文的作者是(Jake) Zhao和Craig Heinke，他们都来自加拿大阿尔伯塔大学。

美国国家航空航天局的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。