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死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹

宇宙探索 2026-02-27 菜科探索 +
简介:死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹据美国太空网(罗伯特·李):天文学家已经破解了一颗死星贪婪地享用恒星伴侣的神秘行为。

距离我们大约4500光年,这颗行为怪异的脉冲星,或快速旋转的中子星,被命名为PSR J1023+0038或简称J1023。

当它从两极喷射出周期性扫过地球的辐射束时,它似乎不断地在两种不同的亮度模式之间切换。

天文学家起初

【菜科解读】

死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹据美国太空网(罗伯特·李):天文学家已经破解了一颗死星贪婪地享用恒星伴侣的神秘行为。

距离我们大约4500光年,这颗行为怪异的脉冲星,或快速旋转的中子星,被命名为PSR J1023+0038或简称J1023。

死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹

当它从两极喷射出周期性扫过地球的辐射束时,它似乎不断地在两种不同的亮度模式之间切换。

天文学家起初无法真正解释这种行为,但现在,一组研究人员可能已经解决了这个难题。

他们发现脉冲星的亮度模式是物体在非常短的时间内喷射物质的结果。

我们目睹了非同寻常的宇宙事件,在几十秒的短暂时间内,大量类似宇宙炮弹的物质从一个以令人难以置信的高速旋转的小而密集的天体发射到太空,研究小组组长、纽约大学阿布扎比分校的科学家玛丽亚·克里斯蒂娜·巴格利奥在一份声明中说。

极端恒星和令人困惑的脉冲星像所有的中子星一样,脉冲星是在大质量恒星到达其生命的尽头,耗尽其用于内在核聚变过程的燃料供应时诞生的。

当这些恒星核心中的核燃烧停止时,向外的能量流也会停止,从而提供足够的压力来支持物体对抗自身重力的向内推力。

结果,数十亿年来定义恒星存在的平衡行为结束了——重力成为胜利者。

这颗恒星的核心经历了一次引力坍缩,同时它的外层在超新星爆炸中被炸掉。

当这个坍缩的恒星核心的质量介于太阳质量和我们恒星质量的两倍之间时,当它的宽度缩小到地球上一个城市的宽度时,它就诞生了一颗中子星。

构成这颗死星的物质被这种坍缩完全压缩,被认为是宇宙中已知密度最大的物质。

例如,一块方糖大小的中子星物质会重达10亿吨。

这大约是金门大桥重量的1000倍。

死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹

这种快速的恒星坍缩还有其他后果。

就像滑冰运动员在例行公事中旋转时将手臂收回来加速一样,恒星核心半径的快速减小意味着中子星的旋转速度大大增加——一些年轻的中子星的旋转速度高达每秒700次。

这意味着,当它们以脉冲星的形式从两极释放辐射时,这些恒星尸体展现出令人难以置信的精确计时机制。

此外,恒星内核的坍塌可以将恒星的磁场线推到一起,导致它们的强度大幅增加,并创造出已知宇宙中最强大的磁场。

然而,即使在其极端的恒星残骸分类中,J1023也很突出。

在过去的10年里,天文学家们目睹了脉冲星从它的伴星中吸取物质。

这些偷来的物质在脉冲星周围形成了一种被称为吸积盘的结构,团块从那里逐渐被吸到其表面。

自从J1023的馈电行为开始以来,从它的两极发出的辐射束几乎消失了,脉冲星已经从高功率模式切换到低功率模式。

在前一种模式下,脉冲星在X射线、紫外线和可见光中发出明亮的光,而在后一种模式下,它显得较暗,并发出低能无线电波。

脉冲星停留在特定模式的时间短至几秒钟,长至几分钟,然后再次切换。

宇宙炮弹!Bagpo和他的同事用12架太空和地面望远镜观察了J1023,包括甚大望远镜 VLT和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 ALMA。

两者都位于智利北部,是欧洲南方天文台的一部分,由科学家在2021年6月的两个晚上利用。

这一观测活动让该团队观察脉冲星的转换模式超过280次。

死去的吸血鬼恒星正在吸食一个同伴,并发射宇宙炮弹

研究人员最终发现,这种模式转换源于从脉冲星吹来的高能粒子流 称为脉冲星风和落向它的物质之间的相互作用。

当它处于低功率模式时,脉冲星似乎以与吸积盘成90度的狭窄喷流形式向它排出了一些物质。

当这一切发生时,物质并没有被聚集在脉冲星附近的喷流排出。

这种物质受到脉冲星风的猛烈撞击,开始升温。

这使得脉冲星处于高功率模式,这种物质在X射线、紫外线和可见光下发出明亮的光。

渐渐地,来自脉冲星的喷流削掉了邻近的炽热发光物质,像宇宙炮弹一样将它们发射出去。

这将移除高温材料,并导致系统再次变暗,从而切换回低功耗阶段。

尽管这个谜可能已经被解开,天文学家还没有完成对J1023的观测。

特别是,目前正在智利北部阿塔卡马沙漠地区建造的超大型望远镜 ELT可以帮助天文学家以前所未有的细节研究J1023的转换机制。

ELT将使我们能够获得关于脉冲星周围流入物质的丰度,分布,动力学和能量学如何受到模式转换行为的影响的关键见解,研究合著者兼意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台研究主任塞尔吉奥·坎帕纳在声明中说。

该团队的成果发表在《天文学和天体物理学》杂志上。

天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程,这一过程激发了剧烈的恒星形成活动,并导致气体及重元素的重新分布。

天文学家运用一种新型空间考古学技术,通过分析星系气体中的化学特征,重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。

图片来源:MelissaWeiss/哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹,天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。

这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。

由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队,首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系,以揭示其演化历史。

该方法通过分析空间中遗留的化学特征,重建星系的形成与演化过程。

这项研究成果发表于《自然天文学》杂志,提出了一种强大的新方法,用于重建遥远星系的演化历史。

该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。

这是我们首次在银河系以外的星系中,以如此精细的程度应用化学考古学方法。

论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说,我们希望理解自身起源:银河系是如何形成的?我们今天呼吸的氧气又是如何产生的? 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究,研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据,这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。

他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系,这种朝向使其细节更易于观测。

这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。

年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光,激发周围气体。

这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。

通过分析这些光谱模式,科学家能够研究元素在星系中的分布情况。

天文学家长期以来一直知道,星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素,而外围区域则较少。

这些分布模式受到多种过程的影响,包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动,以及与其他星系过去的相互作用。

螺旋星系NGC1365的六幅视图,源自其光谱测光数据立方体,该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。

最左侧为宽带图像,通过平衡B(蓝)、V(可见光)和R(红)波段的连续谱图像,近似呈现人眼所见的星系外观。

其右侧为窄带图像,从TYPHOON数据立方体中提取,中心波长对准电离氢的Hα谱线。

单个HII区清晰可见,这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量,勾勒出两条宏伟的旋臂结构。

接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线(氮、硫以及三种诊断线的合成图像)为中心的数据切片。

最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。

致谢:B.Madore,卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化,并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对,研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。

这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程,时间跨度从宇宙早期延续至今。

他们的分析表明,该星系的中心区域形成较早,并迅速富集了氧元素。

相比之下,外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。

外侧的旋臂似乎形成时间较晚,很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。

看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近,非常令人兴奋,哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。

这项研究显示,我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。

一种理解星系的新工具 总体而言,研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统,随后通过多次与较小邻近星系的并合,逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。

凯利表示,这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史,从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。

这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。

我认为,这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式,因为该项目中理论研究与观测工作各占一半,二者缺一不可。

唯有理论与观测紧密结合,才能得出这些结论。

这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系,有助于科学家更深入地理解银河系的起源,并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。

所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗?凯利问道,它们的形成过程是否存在差异?它们现在的氧元素分布在哪里?我们的银河系在哪些方面有所不同,或者是否具有独特之处?这些问题正是我们想要解答的。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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  来源:Spaceweather   版权:Kevan Hubbard   翻译:AI*   *:此为机器(deepseek)翻译且未人工审核,可能有不通顺的地方。

  【相关知识】   天文学是一门研究天体和天文现象的自然科学。

它使用数学、物理和化学来解释它们的起源和演化。

天文学的研究对象包括:行星、卫星、恒星、星云、星系和彗星等天体,以及超新星爆炸、伽马射线暴、类星体、耀变体、脉冲星和宇宙微波背景辐射等天文现象。

更通俗地说,天文学研究起源于地球大气层之外的一切事物。

宇宙学是天文学的一个分支,从整体上研究宇宙。

  发布时间:2026年03月17日17时55分48秒 -->

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