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歐洲南方天文臺望遠鏡幫助解開脈沖星之謎

時間：2025-12-12 03:30:19 來源：網絡整理編輯：娛樂

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（神秘的地球uux.cn）據ESO：通過一項引人注目的觀測活動，包括地面和空間的12臺望遠鏡，包括三個歐洲南方天文臺(ESO)設施，天文學家揭示了脈沖星的奇怪行為，脈沖星是一種超高速旋轉的死亡恒星。
眾所周知，這個神秘的物體幾乎不斷地在兩種亮度模式之間切換，這一直是個謎。但是天文學家現在發現，脈沖星在非常短的時間內突然噴出的物質是造成這種特殊轉換的原因。
“我們目睹了非同尋常的宇宙事件，其中大量類似宇宙炮彈的物質在幾十秒的短暫時間內從一個以令人難以置信的高速旋轉的小而密集的天體發射到太空，”Maria Cristina Baglio說，她是紐約大學阿布扎比分校的研究員，隸屬于意大利國家天體物理研究所(INAF)，是發表在《天文學與天體物理》雜志上的論文的第一作者。
脈沖星是一種快速旋轉的磁性死星，向太空發射一束電磁輻射。隨著它的旋轉，這束光束掃過宇宙——就像燈塔光束掃描周圍環境一樣——當它與地球的視線相交時被天文學家探測到。這使得從我們的星球上看，這顆恒星的亮度似乎在脈動。
PSR J1023+0038，或簡稱J1023，是一種特殊類型的脈沖星，具有奇異的行為。它位于六芒星星座中，距離我們大約4500光年，圍繞另一顆恒星運行。在過去的十年里，脈沖星一直在積極地從這顆伴星中分離物質，這些物質在脈沖星周圍的圓盤中積累，并慢慢地向它墜落。
自從這個累積物質的過程開始，掃描光束幾乎消失了，脈沖星開始不停地在兩種模式之間切換。在“高”模式下，脈沖星發出明亮的X射線、紫外線和可見光，而在“低”模式下，這些頻率的光線較暗，并發出更多的無線電波。脈沖星可以在每種模式下停留幾秒鐘或幾分鐘，然后在短短幾秒鐘內切換到另一種模式。這種轉變至今令天文學家迷惑不解。
“我們前所未有的了解這顆脈沖星行為的觀測活動涉及十幾臺尖端的地基和太空望遠鏡，”西班牙巴塞羅那空間科學研究所的研究員、論文的第一作者Francesco Coti Zelati說。
該活動包括歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)和探測可見光和近紅外光的歐洲南方天文臺新技術望遠鏡(NTT)，以及歐洲南方天文臺作為合作伙伴的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)。在2021年6月的兩個晚上，他們觀察到該系統在高低模式之間進行了280多次切換。
“我們發現，模式轉換源于脈沖星風、從脈沖星吹走的高能粒子流和流向脈沖星的物質之間復雜的相互作用，”同樣隸屬于INAF的科蒂·澤拉蒂說。
在低模式下，流向脈沖星的物質以垂直于圓盤的狹窄噴射流被排出。漸漸地，這種物質越來越靠近脈沖星，當這種情況發生時，它受到脈動恒星吹來的風的沖擊，導致物質變熱。該系統現在處于高模式，在X射線、紫外線和可見光下發出明亮的光。最終，這團熱物質被脈沖星通過噴流帶走。隨著磁盤中熱物質的減少，系統發光不那么亮，切換回低模式。
雖然這一發現揭開了J1023奇怪行為的神秘面紗，但天文學家仍然需要從研究這個獨特的系統中學到很多東西，ESO的望遠鏡將繼續幫助天文學家觀察這顆奇特的脈沖星。特別是，目前正在智利建造的ESO超大型望遠鏡(ELT)將提供J1023開關機制的前所未有的視圖。
“ELT將使我們能夠獲得關于脈沖星周圍流入物質的豐度、分布、動力學和能量學如何受到模式轉換行為影響的關鍵見解，”INAF布雷拉天文臺的研究主任、該研究的合著者塞爾吉奧·坎帕納總結道。

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