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这对神秘双星不一般!反复切换身份令人困惑

这对神秘双星不一般!反复切换身份令人困惑
2020年02月22日 23:57 新浪网 作者 尖端1号

  据报道,通过分析美国宇航局NASA的钱德拉X射线天文台和美国国家科学基金会的卡尔·詹斯基甚大阵列的观测数据,天文学家发现一对神秘双星,它们就像宇宙双面人,竟会反复切换身份。

  这对神秘双星位于距离地球约20000光年的球状星团泰山5(Terzan 5)中,被命名为泰山5 CX1,由一颗致密的中子星和一颗质量比太阳小的恒星紧密环绕而成。在下图中,左侧为哈勃太空望远镜在可见光拍摄的泰山5,右侧则为钱德拉X射线天文台对泰山5的成像,分别以红、绿、蓝色标示低、中、高能X射线。

  这对神秘双星不一般!反复切换身份令人困惑

  在双星系统泰山5 CX1中,中子星会不断吸食伴星的物质,形成吸积盘。吸积盘中的物质因受强大潮汐力作用发生剧烈摩擦,被加热到超高温度,从而爆发出X射线,天文学家可借此对吸积盘进行探测。因此,像泰山5 CX1这样的双星系统被称为低质量X射线双星。

  随着吸积盘中的物质落向中子星,中子星的自转速度会不断加快,达到每秒数百转,成为毫秒脉冲星。最终,物质转移减缓,剩余物质被中子星的旋转磁场一扫而空。按天文学家推测,低质量X射线双星完全演化成毫秒脉冲星,是一个几十亿年的漫长过程。然而,出人意料的是,泰山5 CX1似乎会在两种状态中快速切换。

  钱德拉X射线天文台的观测表明,2003年,泰山5 CX1发射出明亮的X射线,这是吸积物质的迹象,意味着它还是低质量X射线双星。而在钱德拉2009年-2014年的数据中,泰山5 CX1发射的X射线的亮度大约减弱了10倍。另外,卡尔·詹斯基甚大阵列在2012年和2014年还探测到泰山5 CX1爆发射线信号。如此种种暗示着泰山5 CX1正转变成毫秒脉冲星。戏剧性的是,当钱德拉在2016年再次观测泰山5 CX1时,发现它发射的X射线又变明亮了,泰山5 CX1似乎又切换回低质量X射线双星。

  毫无疑问,泰山5 CX1奇特的行为模式令人困惑,天文学家希望进行更多观测和研究,以弄清具体发生机制。这一切将有助于我们理解中子星的外层结构。

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