中子星由超大質量恒星的核心坍縮形成。其中向外發射電磁輻射的中子星被稱為脈沖星。（圖源：Shutterstock）

本文首次出版于《對話》雜志。該雜志將這篇文章授權給了“空間”網專家之聲欄目：op-ed&視野。

馬尼沙·凱萊布，悉尼大學講師。

中子星發射出不尋常的無線電信號，這一發現正在改寫我們對這類特殊恒星系統的認知。

我的同事和我使用位于非洲南部的MeerKAT無線射電望遠鏡觀測距地球大約1300光年遠銀河系的Vela-X 1區域時發現了這點。我們拍攝到了奇怪的閃光或者說持續300毫秒的脈沖。

閃光具備一些無線放射中子星的特征，但它不像我們之前看到的任何無線放射中子星。

出于好奇，我們翻閱了這篇區域的歷史數據希望能發現類似的脈沖。有趣的是，我們確實發現了更多這樣的脈沖，之前這些脈沖被我們的實時脈沖檢測系統忽略了（因為我們只搜尋持續20-30毫秒的脈沖）。

對其脈沖次數進行的快速分析表明，它們大約每隔76秒開始重復-而更多的中子星脈沖循環在是幾秒甚至幾毫秒內。

中子星由超大質量恒星的核心坍縮形成。其中向外發射電磁輻射的中子星被稱為脈沖星。（圖源：Shutterstock）

我們的觀測表明PSR-J0941-4046有一個“脈沖星”或甚至一個“磁星”的一些特征。脈沖星是由超大質量恒星坍縮形成的超大質量存在，通常會從它們的極點放射出無線電波。伴隨著它們旋轉，就可以地球上測量到它們的無線脈沖，這有點像你在遠處就能看到一個燈塔在進行周期性閃爍一樣。

然而，在這之前長時間眾所周知的是一個脈沖星的旋轉周期為23.5秒-這意味著我們也許發現了一類新型無線放射天體。我們這一發現出版在《自然天文》雜志。

一個異常中子星？

使用我們從在MeerKAT的MeerTRAP和ThunderKAT項目中獲取到的所有數據，我們設法以優秀的精準度定位到了這個天體的位置。因此我們進行了更多靈敏的后續觀測來了解它脈沖的來源。

將這個新發現的天體命名為PSR-J0941-4046，它是一個獨一無二的能放射無線電波的銀河中子星，相比其他脈沖星它轉速極其緩慢。脈沖星的脈沖速率驚人的一致，基于后續觀測，我們推測每個脈沖的發射頻次是一億分之一秒。

除了與預期不符的脈沖速率，PSR-J0941-4046本身也是獨一無二的，因為它位于中子星“墳場”。這是一片我們不期待能在其中探測到任何放射無線電波的空間區域。理論上位于這片區域的中子星都處于它們生命周期的尾聲，因此并不活躍（或活躍程度低）。PSR-J0941-4046挑戰著我們對中子星產生和演化理解的認知。

另外也因為PSR-J0941-4046產生了至少7種有明顯不同的脈沖形狀而使它的出現極具吸引力。鑒于大多數中子星不具備這樣的特征。這種脈沖形狀的多樣性和脈沖密度可能和這個天體未知的物理放射機制有關。

一種特殊的脈沖形狀表現出強烈的“準周期”結構。這表明一些振動導致了無線放射的產生。這些脈沖也許能提供給我們一些理解PSR-J0941-4046內部運行機制的有用信息。

這些準周期脈沖和神秘未知來源的快速射電暴有一些相似性。然而，觀測到的PSR-J0941-4046快速射電暴中是否有放射出一些能量尚不清楚。如果我們發現有，它也許可以說明PSR-J0941-4046是一個“超長周期磁星”。

磁星是具有強烈磁性區域的中子星，其中只有少數具備已知的無線發射頻譜。雖然我們還沒有真正確認的超長周期磁星，他們理論上可以成為快速射電暴的一種可能起源。

短暫的邂逅？

PSR-J0941-4046已經活躍了多久和它的無線放射頻譜尚不清楚，因為無線射電周期一般不會持續太久。

我們不知道銀河系存在多少這樣的天體。我們只能在PSR J0941-4046旋轉周期內探測它放射的無線電-所以一個周期內我們只能看見它幾分之一秒。不過很幸運我們一開始就發現了它。

探測類似的天體是一個挑戰，這說明也許有尚未探測到的相當大的中子星群待被發現。我們的發現也增加了探測一類新無線電瞬態（超長周期中子星）的可能性。未來對類似天體的研究將極大增加我們對中子星群的認知。

本文首次出版在《對話》雜志，根據知識共享許可進行再版。點此閱讀原文。

BY:Manisha Caleb

FY: 雜七八糟嘿

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來源: 天文在線