重大合作揭示了双星系统的新见解

作者:小菜 更新时间:2023-03-03 点击数:
简介:艺术家对X射线双星系统的印象。

这显示了黄色/红色的正常恒星,旋转物质的圆盘,位于其中心的中子星,以及射出的

【菜科解读】

  

重大合作揭示了双星系统的新见解

  艺术家对X射线双星系统的印象。

这显示了黄色/红色的正常恒星,旋转物质的圆盘,位于其中心的中子星,以及射出的“射电喷流”。

Credit: Instituto de Astrofísica de Canarias

  据美国物理学家组织网(cy University of Pennsylvania):牛津大学的研究人员为一项重大的国际研究做出了贡献,菜叶说说,这项研究捕捉到了一种罕见而迷人的空间现象:双星系统。

这项名为“黑洞和中子星的共享吸积不稳定性”的研究已经发表在《自然》杂志上。

  科学家们长期以来一直对X射线双星系统感兴趣,在这种系统中,两颗恒星围绕彼此旋转,其中一颗要么是黑洞,要么是中子星。

黑洞和中子星都是在超新星爆炸中产生的,密度非常大,给了它们巨大的引力。

这使得他们能够捕获双星系统中围绕它运行的正常恒星的外层,看起来像黑洞/中子星周围的旋转物质盘(模仿漩涡)。

  根据理论计算,这些旋转的圆盘应该表现出一种动态不稳定性:大约每小时一次,圆盘的内部部分迅速落到黑洞/中子星上,之后这些内部区域重新填充,这个过程重复进行。

到目前为止,这种剧烈而极端的过程只在黑洞双星系统中被直接观察过一次。

第一次,它现在已经在一个中子星双星系统中被看到,称为Swift J1858.6-0814。

这一发现表明,这种不稳定性是这些圆盘的普遍属性(而不是由黑洞的存在引起的)。

  这一现象是通过结合五个地基和天基望远镜的数据捕捉到的,这些数据涵盖了多个波长。

科学团队是由加那利群岛天文研究所领导的天文学家国际合作组织,在2018年首次发现中子星系统时成立。

这些望远镜包括Karl G. Jansky甚大阵列:位于新墨西哥州的世界上最灵敏的射电望远镜之一,由27个巨大的(直径25米)望远镜碟形天线组成。

  牛津大学物理系的Jakob van den Eijnden博士领导了对Karl G. Jansky甚大阵列数据的分析。

他说:“我们对无线电波长数据的观察强调了这些不稳定性的一个重要特性。

我们发现,当漩涡变空时,一些气体以所谓的‘无线电射流’的形式被喷射到太空中:狭窄的气体束以接近光速的速度喷射出来。

  据观察,这些喷流的亮度是可变的,现在可以用喷流物质滴以这些极限速度发射来解释,每当圆盘开始或完成清空(导致亮度峰值)。

当圆盘稳定下来,喷射停止,亮度降低。

只有通过比较望远镜在电磁波谱(从无线电波到X射线波长)上观察到的可变性,才能得出这一结论,因为望远镜同时探测了圆盘和喷流的行为。

  van den Eijnden博士补充说,“这一发现只是这些不稳定性的第二个例子,也突出了这种行为的罕见性。

因此,在不同类型的二进制系统中找到更多的例子是首要任务。

由于这一过程的短暂性,我们无法预测何时会再有机会。

到那时,我们将需要准备重复我们的国际观察努力。

  “我认为许多早期研究人员的国际合作和参与是这项工作最令人兴奋的方面之一。

我们分析了一个真正独特的数据集,收集起来极具挑战性,因为气体捕获过程是‘短暂的’:它只发生几个月,不可预测,然后再次关闭,”范登艾因登说。

“吸血鬼”中子星爆炸与以近光速飞行的喷流有关

一个吸血鬼中子星从恒星伴星为强大的天体物理喷流提供动力的插图。

(图片来源:uux.cn/Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大学Anton Pannekoek研究所。

)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):中子星是曾经死于超新星爆炸的大质量恒星的残骸。

总的来说,中子星被认为是已知宇宙中最极端的天体之一,尤其是当这些密度极高的恒星残余与伴星(尚未“死亡”)一起存在时,情况更是如此,因为伴星距离中子星的巨大引力足以从第二颗恒星上剥离物质。

换句话说,伴星就像中子星的恒星受害者。

这些“吸血鬼中子星”很特别,因为它们像宇宙中的Bela Lugosi一样复活了。

这是因为伴星的下沉物质会在中子星表面引发热核爆炸。

其中一些被偷走的物质被引导到中子星的两极,从那里以近光速以强大的天体物理喷流的形式爆发。

然而,究竟是什么导致了这些喷流的发射,以及它们是如何与这些热核爆发联系在一起的,仍然是个谜。

然而,新的研究为这个谜题提供了线索。

科学家们揭示了一种测量这些喷流速度的方法,并将这些值与中子星和它所享用的不幸双星伴星的质量联系起来。

这可能最终有助于解决这一与喷流相关的困境,并可能提供有关从伴星上剥离物质的其他物体的信息,如超大质量黑洞。

“我们第一次能够测量中子星发射的稳定喷流的速度,”主要作者、美国国家天体物理研究所(INAF)科学家托马斯·拉塞尔告诉Space.com。

“这些喷流,就像来自吸积黑洞的喷流一样,在我们的宇宙中是极其重要的,因为它们向周围环境传递大量能量,影响恒星形成、星系生长,甚至星系如何聚集在一起。

但我们并不真正了解这些喷流是如何发射的。

”拉塞尔解释说,此前,科学家们曾认为,喷流可能是由于受害者恒星中物质螺旋进入时剥离的物质旋转而产生的。

还有一种理论认为,喷流与旋转物体本身的旋转有关。

这项新的研究可能有助于确定哪个机制是主要负责的。

拉塞尔继续说道:“我们发现热核爆炸和喷流之间的联系,现在为我们提供了一个易于接近和可重复的探测器,以解开中子星喷流的发射机制。

”。

“因为我们认为所有类型的物体都以非常相似的方式发射喷流,这将有助于我们了解喷流是如何从所有物体发射的,甚至是位于星系中心的超大质量黑洞。

”中子星是如何爆炸的?为了得出他们的结论,拉塞尔和同事们检查了两个包含食中子星的系统:X射线双星4U 1728-34和4U 1636-536。

众所周知,这两个系统都会周期性地爆发热核爆发。

中子星表面的热核爆炸对科学家来说并不是一个新现象。

多年来,人们一直在分析这些爆炸,拉塞尔指出,天文学家总共观测到至少125颗“爆炸”的中子星。

拉塞尔说:“当中子星消耗附近恒星的物质时,吸积的物质会在中子星表面堆积起来。

在某个时刻,压力变得太大,就会发生不稳定的失控热核爆炸,在几秒钟内蔓延到中子星的整个表面。

”在X射线波段可以看到与4U 1728-34和4U 1636-536相关的爆发,这意味着该团队能够使用欧洲航天局的国际伽马射线天体物理实验室(INTEGRAL)太空望远镜进行探测。

拉塞尔继续说道:“我们发现,这些爆炸会导致一些额外的物质被泵入喷流,持续数十秒。

”。

“使用射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列监测喷流,我们能够在这些额外的物质沿着喷流流下时跟踪它们,基本上为我们提供了一台宇宙速度相机来测量喷流速度。

”INTEGRAL太空望远镜的示意图,该望远镜是确定中子星喷流速度的整体。

(图片来源:uux.cn/ESA)他们希望看到的是X射线爆发后无线电发射的变化。

事实上,研究小组在每次热核爆炸的几分钟内就探测到了无线电亮度的增加。

这使研究人员得出结论,喷流的演变与热核爆炸密切相关。

拉塞尔说:“我们对喷气式飞机的反应如此清晰感到惊讶。

这些非常明亮清晰的耀斑顺着喷气式飞机流下,很容易被探测到。

”。

“我们确实预计会有一些回应,但认为会更加微妙。

”中子星喷流加速研究小组表示,这些喷气式飞机的速度是拼图中缺失的一块,这导致了喷气式飞机剧烈弹射和爆炸性进食事件之间的联系。

拉塞尔说:“速度对于了解喷气式飞机是如何发射的非常重要,这一新发现为回答这个问题打开了一个非常容易的窗口。

”。

“我们现在可以将这项实验应用于许多其他爆裂中子星,然后我们可以比较喷流速度与中子星的自旋、质量甚至磁场的相关性,所有这些都被认为是喷流发射的关键因素。

”如果该团队看到其中一种特性与喷流速度之间的相关性,它将揭示这些喷流的主要发射机制是什么——无论是中子星的旋转还是注入物质的旋转。

这是第一次测量来自中子星的这种喷流的速度,但值得注意的是,以前曾对黑洞进行过测量。

然而,拉塞尔解释说,在将中子星用作研究喷流发射机制的探测器时,中子星比黑洞具有巨大的优势。

他说:“中子星可以有非常精确测量的自旋、确定的质量,甚至可能有已知的磁场强度,所有这些在黑洞中都很难测量。

”。

“因此,目前只有通过中子星,我们才能开始将系统特性与喷流联系起来。

”总的来说,该团队现在已经在两个馈电中子星系统中看到了这一结果,但这是他们迄今为止唯一研究过的两个。

他总结道:“我们正在将我们的新技术应用于尽可能多的其他爆裂中子星,以揭示不同中子星性质的喷流速度是如何变化的。

”。

“一旦我们建立了足够的样本,我们将能够解开喷气式飞机生产的关键特性,揭示喷气式飞机是如何发射的。

”该团队的研究于周三(3月27日)发表在《自然》杂志上。

我的"望远镜"作文

我的"望远镜"作文   在日常学习、工作抑或是生活中,大家都经常接触到作文吧,作文根据写作时限的不同可以分为限时作文和非限时作文。

如何写一篇有思想、有文采的作文呢?以下是小编收集整理的我的"望远镜"作文,希望对大家有所帮助。

我的"望远镜"作文1  爸爸从广东给我带来一个奇特的望远镜,当时我还不会怎样使用,便找出说明书查看了一下。

  我把手伸进纸盒里,突然觉得一阵麻木,便立即缩回手来,咦?这是什么,我的手心中出现了一排蔚蓝色的字体,我把手倒过来看,上面写到:  亲爱的同学,你以把望远镜的使用方法明白的了如指掌了,只要在你需要帮助下,无论是什么情况,戴上它就ok了!  哦?还有这等好事,那我可要随身带着它喽!  带者这神奇的望远镜我大摇大摆的出了门。

  我一走进教室,一大帮男生和女生就为着我团团转。

他们一个说我今天走桃花运了,一个说我今天中了两百万......  我神气的说了一个字"切","叮叮!"上课铃惊天动地的响了起来,同学们纷纷回到座位上。

数学老师走进教室,严肃的说:期末考试将要来临,我们就来一次课堂小测试。

"说完把手中的试卷一组一组的发了下来。

我的‘天!我该怎么办?我最讨厌测试了!更何况是数学测试了。

  得到试卷,我看了一下题目,妈呀!这么难呀,豁出去算了。

我做着做着,到了第四题时,我发愣了,这到题我根本就不会做,紧紧握住手的钢笔。

突然想到了"望远镜"!哈哈,天助我也,我等待的老师走出教室,好快点领走参考答案,兴巧!老师果真走出了教室,我趁如此天大的机会拿出了望远镜。

  我把望远镜摆在眼眶正中间,眼睛前突然出现了一道亮光,恩?啊!哈哈,我看见数学老师走在走廊前,手中拿着我想要的答案,诶?参考答案自己从老师中飞了过来,只听"刹那'一声,我的思想又回到了教室。

啊,哈哈!太好了,参考答案在我的课桌上,我急忙动起笔来,快速的抄了起来。

  "叮叮"又想起了惊天动地的课铃声了,嘻嘻!我做完了!  放学前,老师宣布考试成绩,没想到第一个就是我,老师大声说:"第一名罗薇,九十六分!"哈哈!我万岁!  这得感谢我亲爱亲爱的爸爸,我爱我的"望远镜"!我的"望远镜"作文2  每当你走进我的房间时,就可以一眼看见书桌旁摆放着的那架醒目的望远镜。

它全身黑得发亮,像一支利箭直指长空。

  说起这架望远镜,还有一段不小的来历呢。

那是我8岁的时候,我在展览馆里看见了天文望远镜,一下子就迷上了它,吵着要爸爸把它买下,当作我8岁的生日礼物。

爸爸同意了,但他说要买就买最好的,所以一直等到我10岁生日的时候,爸爸才从地球的另一端美国打来电话,说已经买好了望远镜,马上就给我寄回来。

我高兴得失眠了,这对我来说是多大的喜讯啊!  拿到望远镜后,我迫不及待地进行讲装。

哈,真漂亮!一管一米长的“黑筒”,很光闪内,三个支架呈很灰色,显得十分精致。

还有一个小型的望远镜,用来寻找目标,配件一应俱全。

组装完成后,还真有些天文台里望远镜的味道呢!去年的火星凌日,正是望远镜派上用场的好时机。

我戴上护镜,透过镜眼仔细观察,经过10分钟的等待,终于发现了火星。

椭圆形的火星浑身披着浓云,一身棕色,若隐若现,让人捉摸不透,但我仍高兴得手舞足蹈。

同学们知道后,纷纷到我家,一个个争先恐后地抢着用望远镜观察天象,十分兴奋,不断嚷着:“哇!我看见了!”这让我更加自豪。

  今年中秋,月亮格外圆,我又拿出望远镜观察起来。

这回看得可真過真,一座座环形山密密麻麻地分布在月球上,月海平坦无凸,奇特的.景象不会亚于空间望远镜的效果。

而且,我还看见了难得一见的风暴洋,这一发现让我更加高兴。

我仔细端详着这颗地球卫星,不禁浮想联翩,仿佛看见美丽的嫦娘和玉兔在桂花树下玩耍,又仿佛走进了月宫.....  这架望远镜给我的童年增加了无限的乐趣,也激起了我对万象宇宙的好奇。

将来,我一定要亲身去探索那神秘的月球、火星,揭开一个个宇宙之谜。

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