科学|1100光年外！科学家首次绘制出史上首张脉冲星表面图
我们知道 ， 当一颗恒星耗尽它们的燃料时 ， 它们会在自身的重量下坍缩并爆炸 ， 将它们的外层炸飞 ， 这一事件被称为“超新星”爆发 。在某些情况下 ， 这些事件会留下一颗密度超大的天体中子星 ， 这是恒星中体积最小、密度最大的天体 ， 它们有时会快速旋转 ， 简称脉冲星 。脉冲星是中子星的一种 ， 每秒可旋转数百次 。
文章图片
文章图片
其中一个被称为J0030+0451 (J0030)的天体位于双鱼座 ， 距离地球约1100光年 。最近 ， 科学家们使用美国宇航局的中子星内部成分探测器(Neutron star Interior Composition Explorer ， NICER)测量了该脉冲星的大小和质量 。在这个过程中 ， 他们还成功地找到了它表面的各种“热点” ， 有效地绘制出了史上第一幅中子星地图 ， 准确地说是脉冲星地图！
文章图片
文章图片
自2017年以来 ， NICER一直在国际空间站(ISS)进行观测 ， 目的是了解中子星内部的情况 。除了提供中子星和其他超高密度物体的高精度测量外 ， 它收集的数据还将用于创建宇宙的x射线地图 ， 并测试脉冲星作为可能的导航信标 。
美国宇航局天体物理学部门主任保罗·赫兹(Paul Hertz)表示：NICER正在彻底改变我们对脉冲星的理解 。脉冲星是在50多年前被发现的 ， 它是恒星的重要演化过程 ， 已经坍缩成稠密的核心 ， 其行为与我们在地球上看到的任何东西都不一样 。用更好的方法 ， 我们可以探测这些稠密残留物的性质 ， 而这在以前几乎是不可能的 。”
文章图片
文章图片
几十年来 ， 科学家一直在研究脉冲星 ， 希望能更好地了解它们的内部运作 。根据最简单的模型 ， 脉冲星具有非常强大的磁场 ， 形状像一个偶极磁铁 。结合脉冲星的旋转 ， 这使得它表面的粒子被聚焦成从两极发出的密集光束 。这就产生了一种强烈的频闪效果 ， 就像观察者眼中的灯塔 。
这种效应导致了脉冲星亮度(x射线波长)的变化 ， 这是天文学家过去观察到的 。与此同时 ， 天文学家还观测到了脉冲星表面的热点 ， 这是它们的磁场从表面撕裂粒子并将其聚集在两极的结果 。当整个表面在x射线中明亮地发光时 ， 这些热点发出更亮的光 。
然而 ， 对J0030(一颗每秒旋转205次的毫秒脉冲星)的最新研究表明 ， 脉冲星并不是那么简单 。利用从2017年7月到2018年12月获得的更好的数据 ， 两组科学家绘制了J0030上的热点 ， 并得出了关于其质量和大小的类似结论 。
文章图片
文章图片
第一个团队由Thomas Riley和他的导师Anna Watts领导 ， 他们分别是阿姆斯特丹大学计算天体物理学博士生和天体物理学教授 。为了重现他们观察到的x射线信号 ， 莱利和他的同事们使用荷兰国家超级计算机卡迪修斯(Cartesius)模拟了不同大小和温度的重叠区域 。
除了确定J0030约为1.3倍太阳质量和25.4公里宽外 ， 他们还确定了两个热点——一个小而圆 ， 另一个长而弯月状 。由马里兰大学天文学教授科尔·米勒领导的第二小组 ， 使用UMD的deepthought t2超级计算机进行了类似的模拟 。
推荐阅读
- 科学|墨西哥东北部上空观看到大面积的明亮“火球”
- 科学|陈根：交织着“记”与“忘”的记忆，是如何发生的？
- 科学|12.5光年外出现2颗宜居星球！科学家大胆猜测：人类或早已被监视
- 手机使用技巧,黑科技|用贴片就能增强手机信号！黑科技还是伪科学？
- 手机使用技巧|用贴片就能增强手机信号！黑科技还是伪科学？
- 科学,黑洞|人类真的无法穿越黑洞和虫洞吗？听听科学家是如何解释的
- 科学,黑洞|黑洞吞噬的那些物质都去哪里了？听完科学家的解释明白了
- 科学|人类如何抵抗在星际穿越过程的宇宙辐射？科学家告诉你答案
- 科学|我国科学家仿贝壳研制出“超强韧”绿色材料
- 科学,北斗卫星|北斗卫星系统，是如何做到服务全球的？