閃耀著奇怪光芒的死星，或許就是關(guān)聯(lián)磁星和脈沖星之間的“缺失環(huán)節(jié)”

摘要：文章通過介紹天文學(xué)家剛剛觀測到的一顆磁陀星發(fā)出的脈沖無線電波進行研究，研究發(fā)現(xiàn)這與許多普通的無線電脈沖星相似，但它與其他磁陀星所看到的脈沖非常不同。并據(jù)此推測至少有一些磁星可以從脈沖星演化而來。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一顆恒星有一些非常其奇特的行為。

Swift J1818.0-1607是銀河系中最罕見和最神秘的磁星之一，天文學(xué)家不久前觀測到它在發(fā)出斷斷續(xù)續(xù)的無線電脈沖。它是第五顆被探測到的發(fā)射脈沖無線電波的磁星，但它的發(fā)射方式卻不同于其他四顆。Swift J1818.0-1607的表現(xiàn)得更像是一顆射電脈沖星而非磁星。

記述這一天文活動的論文已經(jīng)上傳到arXiv的預(yù)印本服務(wù)器，其還有待同行評議。這些觀測現(xiàn)象可以幫助天文學(xué)家將這兩種死星分類之間的點聯(lián)系起來。

斯威本理工大學(xué)的天體物理學(xué)家馬庫斯·洛爾告訴科學(xué)警報（Science Alert）網(wǎng)站:“我認為這有可能是那個缺失的一環(huán)?！彼f，“在現(xiàn)階段，我們對這顆新的磁星還有很多不了解的地方，但它和高磁場脈沖星之間有明顯的相似之處?！?/p>

磁星是非常奇特的小天體。它們是中子星的一個子類，而中子星本身就是大質(zhì)量恒星變成超新星后所遺留下來的密度極高的核心殘骸。磁星的引人注目之處在于它們異常強大的磁場。磁場之強大并非兒戲。磁星上的磁場大約是地球磁場的1萬億倍，是普通中子星磁場的1000倍。我們?nèi)匀粵]有完全搞清楚這其中緣由。

但同時它們也非常罕見。到目前為止，我們在銀河系中只探測到大約24顆這種特殊的恒星，其中只有少數(shù)被觀測到發(fā)射無線電波。另一方面，脈沖星相對更為常見——天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆脈沖星。他們是一些快速旋轉(zhuǎn)的中子星，從其兩極發(fā)出射電輻射。當這些噴流指向地球時，它們會像快速的宇宙燈塔一樣發(fā)出脈沖，時間尺度短至毫秒。由于脈沖星和磁星都是中子星的一種，人們預(yù)計它們之間會有一些相似之處，但令人驚訝的是，他們似乎毫無關(guān)聯(lián)。最初，人們認為這是因為磁場太過強大而束縛了類似脈沖星的電波發(fā)射。

然而，這種想法發(fā)生了轉(zhuǎn)變。天文學(xué)家認為，大多數(shù)磁星只是面朝了錯誤的方向。“最有可能的原因是我們沒能觀測到它們的電磁波束，” 馬庫斯·洛爾解釋道?！斑@并不奇怪，因為它們緩慢的自轉(zhuǎn)周期和隨著時間飛快減慢的速度，使得它們的射電束與其他脈沖星相比要窄得多?！?/p>

說回磁星Swift J1818.0-1607。2020年3月12日，斯威夫特天文臺的暴發(fā)警報望遠鏡（Burst Alert Telescope）探測到了一次強大的伽馬射線暴，天文學(xué)家通過這個線索發(fā)現(xiàn)了Swift J1818.0-1607。經(jīng)過進一步的觀測，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了它的X射線脈沖。

經(jīng)過兩天的觀察，初步分析被探測到的射電輻射之后發(fā)現(xiàn)，Swift J1818.0-1607是迄今為止發(fā)現(xiàn)的自轉(zhuǎn)速度最快的脈沖星之一，而且，它也可能是人類發(fā)現(xiàn)的最年輕的中子星，形成于240年前。

同時，洛爾和他的團隊使用澳大利亞帕克斯天文臺射電望遠鏡進行了觀測使用。他們記錄了這顆恒星3個小時，發(fā)現(xiàn)它的脈沖信號和其他脈沖星沒有任何區(qū)別。但之后他們仔細研究了數(shù)據(jù)。

“乍一看，Swift J1818.0-1607發(fā)出的電磁脈沖看起來與其他四顆射電磁星發(fā)出的脈沖非常相似。顯然可以看出，Swift J1818.0-1607發(fā)出的射電脈沖看起來和其他四顆射電磁星的射電脈沖都非常相似。它們都很狹窄，有時由很多個只有幾毫秒的脈沖組成。"洛爾說到。

“然而，當我們觀察不同電磁波頻率下脈沖的亮度時，我們意識到，當它的脈沖信號由低到高的變化過程中，亮度會急劇下降。這恰恰是普通的脈沖星所共有的特點，又是其他磁星所不具備的。

事實上，這一磁星的射電爆發(fā)與一顆脈沖星有著驚人的相似之處。2016年，一顆名為PSR J1119-6127的高磁場脈沖星經(jīng)歷了一次自身的射電爆發(fā)，那次爆發(fā)的頻譜看起來與Swift J1818.0-1607的頻譜非常相似。

另外，馬庫斯·洛爾解釋說，這兩顆恒星表現(xiàn)出了類似的射電增亮現(xiàn)象——這是一個發(fā)人深省的暗示，表明射電爆發(fā)背后的機制可能是相似的。

這也表明，至少有一些磁星是由脈沖星演化而來的。這一過程將如何進行尚不清楚，其演化可能有多種可能。旋轉(zhuǎn)速度的迅速減緩會使中子星表現(xiàn)出磁星的旋轉(zhuǎn)特性。另一種情況是，坍塌的中子星可能從一開始就有類似磁星的磁場，但它被埋在超新星的后備物質(zhì)之下，需要一些時間才能重現(xiàn)。

科學(xué)家們的猜測還需要更多的觀察結(jié)果來證實。

而磁星在一開始是難以檢測的，所以擴大其樣本數(shù)量本身就是一個挑戰(zhàn),但是現(xiàn)在我們知道Swift j1818.0 – 1607有這樣的其特性為，如果我們進行更長時間的研究,并且使用更敏感的儀器，這一顆星星將成為我們跨越未知領(lǐng)域的一座橋。

馬庫斯·洛爾告訴科學(xué)警報（Science Alert）網(wǎng)站:“這顆磁星的無線電發(fā)射與我們對其他磁星的觀測結(jié)果并不完全相符，這非常令人興奮，這表明我們對這些極端天體還有很多需要了解?！?/p>

他還說到：“這顆磁星與普通脈沖星的相似性，開啟了一系列關(guān)于其起源問題的研究：磁星到底是如何隨時間演化？我們之前關(guān)于磁星射電發(fā)射的假設(shè)是否正確？”

這項研究在?arXiv上可以查看詳細信息。

BY:?MICHELLE STARR

FY: 王淳雅

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