天文學家在X射線爆發中發現了一種罕見的模式,它來自不超過16300光年遠的中子星系統。該恆星系統MAXIJ1621 XRT 501於2017年10月9日首次出現在SWIFT/−深星系平面勘測的數據中,它是空間中一個奇怪的點,隨著X射線不可預測地閃爍。現在研究人員在一篇新研究論文中寫道:這是一個雙星系統的跡象,它既包含一顆正常恆星,也包含一顆中子星或黑洞。中子星和黑洞都可以產生不可預測的X射線,因為它們從伴星吸收物質,但方式非常不同。
在黑洞中,X射線來自於物質加速到極速,並在它落向引力井時產生巨大的摩擦力,在中子星爆炸但尚未坍塌成奇點的超高密度巨星體中,X射線來自其外殼上的熱核爆炸。某些東西導致原子在這些奇怪的恆星最外層熔合
釋放出通常只有在恆星深處才能找到的巨大能量(以及氫彈核心中),其中一些能量以X射線光的形式逃逸。當來自一顆正常恆星的物質撞擊成一顆超小、超重的中子星時,這些熱核爆炸產生足夠明亮的蘑菇雲,足以用X射線望遠鏡看到,其研究發表在了《arxiv》上。
研究表明MAXIJ1621−501的X射線爆發來自這對雙星中子星表面的熱核爆炸,這些熱核爆炸產生的光,遵循大約每78天重複一次的模式。這種模式的來源並不完全清楚,科學家們只在太空中發現了大約30顆這樣閃爍的燈,天文學家把這樣的模式稱為「超軌道周期」。這是因為該模式遵循的周期,比雙星圍繞另一顆恆星軌道持續的時間要長得多,在MAXIJ1621−501的情況下,這只需要3到20個小時。對這78天周期的最好解釋來自於1999年發表在《皇家天文學會月刊》上的一篇研究論文:
像這樣的雙星系統中的中子星,被旋轉的物質雲包圍著,這些物質被吸出普通恆星並朝向中子星,形成了一個旋轉,氣態的盤,被稱為吸積盤。這些雲盤的一個簡單模型表明,它們總是在一個方向上排列,如果你在太空中跟蹤土星,盯著光環的邊緣,它們看起來就像環繞土星的光環。在那個模型中,永遠看不到X射線光的任何變化,因為你總是盯著你和中子星之間吸積盤上的同一個點。光唯一變化將來自熱核爆炸本身的變化,但現實要複雜得多可能發生的情況是,這個雙星系統中圍繞中子星旋轉的吸積盤從地球角度來看是抖動的。
有時擺動將更多的吸積盤放在中子星和地球之間,有時更少。我們看不到吸積盤本身,但是如果這種擺動正在發生,並且導致吸積盤每隔78天在我們和恆星之間交叉,就會產生天文學家已經觀察到的模式。在2017年的發現之後,天文學家對MAXIJ1621−501進行了15個月的觀察,發現這種模式重複了六次,但沒有完美地重複,並且在X射線光中還有其他較小的傾斜度。但是擺動的吸積盤仍然是空間中這種奇怪X射線最好可能的解釋。
博科園|文:Rafi Letzter/Live Science
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