一顆已知的超重中子星正在撕裂它的伴星

這些恒星活動有助于天文學家們推算中子星塌縮成黑洞的時機

一顆快速旋轉的中子星正從其伴星中吸收物質

（圖片編輯：NASA）

一顆已知的中子星正在以超過每秒700次的速度繞軸自轉，與此同時不斷吞噬著它的伴星。

2017年，我們在距地球大約3000光年的六分儀座星系捕捉到這顆名為PSR J0952-0607的中子星。最新的觀測結果表明這顆中子星質量大約為太陽質量的2.35倍，它是目前已知的最重的中子星。

中子星（neutron star），是恒星演化到末期，經由引力坍縮發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點之一。這些恒星直徑只有大約幾公里，但是它散射出的能量遠遠超出太陽，因此中子星是我們目前已知的宇宙中除黑洞之外密度最大的恒星。

中子星一直保持高速旋轉狀態(tài)，我們通過其散射出的無線電波、X射線和γ射線觀測它。由于其磁軸和自轉軸并不重合，磁場旋轉時所產生的無線電波等各種輻射可能會以一明一滅的方式傳到地球，猶如宇宙中的燈塔，這被稱作脈沖星。

大多數(shù)的脈沖星旋轉速度相對較慢，大約每秒自轉一次，然而PSR J0952-0607旋轉速度高達每秒700多次，這也使它成為目前已知自轉速度最快且最重的中子星。得益于其特殊的存在形式，科學家們能夠更進一步探索這些未知星體，解決一些曾經遺留的問題。

舉個例子，科學家們推測當一顆中子星質量過于龐大時，它們會塌縮形成黑洞，但是我們并不了解這個塌縮質量界限是多少，也不清楚構成中子星的內部物質是什么，因為那些內部原子過于致密，按照我們目前的認知來說，它們在中子星內部似乎不太可能保持它們原有的常規(guī)狀態(tài)，而是被壓縮成自由移動的夸克流（夸克（英語：quark）意譯為層子，是一種基本粒子，構成質子和中子）。中子星的密度很高，每立方英寸（每16立方厘米）重量超過100億噸。

“我們大概知道在致密核物質中粒子以何種狀態(tài)存在，應該就類似于鈾原子核中的粒子。”Alex Filippenko說。他是加利福尼亞大學伯克利分校最著名的天文學專家，同時也著手寫作了一些關于恒星論的文章。“一顆中子星就好比一顆巨大的原子核，當三分之二個中子星具有的能量（大約500,000個地球質量的原子核緊密結合）擺在我們眼前時，我們不能完全預測接下來會發(fā)生什么。”

天文學家們測定了一顆暗星的周轉速度（綠色圈內），幾乎所有能量被隱伴星、中子星和毫秒脈沖星吸走，它們被證實是目前已知最大的中子星。（圖片編輯：W.M. Keck Observatory, Roger W. Romani, Alex Filippenko）

PSR J0952-0607是毒蜘蛛脈沖星雙星系統(tǒng)的一部分。以“臭名昭著”的黑寡婦為名，就像那些毒蜘蛛在配對后會吃掉伴侶一樣，這些雙星系統(tǒng)由一顆伴星，以及一顆會吞噬伴星的中子星構成。這些被吞掉的物質正是導致這顆中子星自轉速度如此之高的原因。

我們很難研究在毒蜘蛛脈沖星中心部分的中子星，因為它們實在太微弱了。

天文學家們現(xiàn)在能夠通過其伴星的殘余物質估測PSR J0952-0607的質量，其伴星的尺寸已經降格成一顆較大行星，大概和20個木星不相上下。他們用口徑為3.2英尺（10米）凱克天文臺望遠鏡（凱克天文臺位于夏威夷州莫納克亞山的頂峰，海拔4145米（13600英尺），擁有兩座世界上口徑第二大的光學/近紅外線望遠鏡——凱克望遠鏡（口徑10米），僅次于西班牙口徑10.4米的加那利大型望遠鏡。兩臺凱克望遠鏡可組成光學干涉儀進行觀測）。

每架凱克望遠鏡都裝有自適應光學系統(tǒng)，能夠補償大氣抖動的影響。另外，凱克Ⅰ和凱克Ⅱ還可以做為凱克干涉儀；相隔85米的距離，使它們聯(lián)合作業(yè)時在特定方向上的解析力相當于口徑85米的單一望遠鏡。通過對比有類似光譜的恒星，天文學家們可以測量伴星的軌道速度和中子星的質量。

Fillippenko和他的同事Roger W. Romani，一位來自斯坦福大學的天體物理學家，近幾年正在研究12個黑寡婦雙星系統(tǒng)，但是這些雙星系統(tǒng)中只有6個能夠估測其中子星質量的，因為它們的伴星足夠明亮。

“通過將這些測量數(shù)據和其他黑寡婦雙星系統(tǒng)結合，我們了解到中子星質量介于0.17至2.35倍的太陽質量間（在塌縮成黑洞之前），”Romani說，“因此我們能夠推測出最有可能存在于原子核中心的物質，這幫我們排除了很多其他原子模型的可能性。”

這篇學術報告被公開發(fā)表于天文期刊（天文期刊（Astronomical Journal，AJ）是由天文學會委托英國物理學會出版社發(fā)行的科學期刊。這是目前世界上最重要的幾個天文學期刊。）上，現(xiàn)在可以在Arxiv（arXiv（讀音同archive，其中X依希臘文的χ發(fā)音）是一個收集物理學、數(shù)學、計算機科學、生物學與數(shù)理經濟學的論文預印本的網站）上在線閱讀。

BY:Tereza Pultarova

FY:冬逝

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來源: 天文在線