一个非凡的宇宙婴儿被发现-它是辉煌的

中子星动画

中子星是一颗质量约为太阳7倍至20倍的恒星。当这类恒星耗尽燃料时,它会在自身重量的作用下坍缩,挤压其核心并引发超新星爆炸。剩下的是一个密度极高的球体,直径只有一个城市那么大,但其质量是太阳的两倍。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

天文学家往往比我们其他人略微不同的时间。他们经常研究发生数百万或数十亿年前的事件,以及一直存在的物体。这部分是最近发现的原因中子星Swift J1818.0−1607非常引人注目:《天体物理学杂志通讯》上的一项新研究估计它只有240年的历史——以宇宙的标准来看是一个真正的新生物种。

美国宇航局尼尔Gehrels Swift天文台于3月12日发现了年轻的对象,当它发布了一个大规模的X射线。由欧洲航天局的XMM-Newton天文台和美国宇航局的NASA的NUSTAR望远镜的后续研究由CALTECH领导并由原子能机构的喷气式推进实验室管理,揭示了更多中子星的物理特征,包括用于估计其年龄的人。

在大规模的恒星过期后,中子明星是一种令人难以置信的恒星材料,留在巨大的恒星上过来并爆炸。事实上,他们是宇宙中最密集的物体(仅次于黑洞):一茶匙中子星材料将在地球上重量为40亿吨。中子星内的原子如此紧密地砸在一起,它们以其他任何地方发现的方式行事。SWIFT J1818.0-1607将我们的太阳质量的两倍分成一个以上的数量超过一万亿倍。

高磁性中子星

这幅图显示了高磁中子星凸出的磁场线,中子星是一颗超新星爆炸后留下的致密核块。这些天体被称为磁星,它们产生明亮的光爆发,这可能是由它们强大的磁场提供动力。来源:欧洲航天局

磁场比典型的中子星更强1000倍 - 比人类 - SWIFT J1818.0-1607所做的最强大的磁铁更强大地达到了大约1万倍,属于一类称为磁石的特殊对象,这是最多的宇宙中的磁性物体。它似乎是有史以来最年轻的磁石。如果它的年龄得到证实,这意味着从恒星爆炸的光线形成它会在乔治华盛顿成为美国第一任总统的时候已经到了地球。

“This object is showing us an earlier time in a magnetar’s life than we’ve ever seen before, very shortly after its formation,” said Nanda Rea, a researcher at the Institute of Space Sciences in Barcelona and principal investigator on the observation campaigns by XMM Newton and NuSTAR (short for Nuclear Spectroscopic Telescope Array).

虽然已知的中子星超过3000颗,但科学家们只确认了31颗磁星——包括这颗最新的。由于它们的物理性质无法在地球上重建,中子星(包括磁星)是测试我们对物理世界理解的天然实验室。

“也许如果我们了解这些物体的形成故事,我们将理解为什么我们发现的磁石数量与已知中子恒星的总数之间存在如此巨大的差异,”Rea Rea表示。

Swift J1818.0−1607位于人马座,距离地球相对较近,仅1.6万光年。(因为光在宇宙中传播需要时间,所以我们现在看到的是大约16000年前中子星发出的光,当时中子星大约240岁。)许多科学模型表明,磁星的物理性质和行为随着年龄的增长而变化,磁星在年轻时可能最为活跃。因此,在附近找到一个像这样的年轻样本将有助于完善这些模型。

走向极端

虽然中子恒星仅为10至20英里(15至30公里),但它们可以与那些较大的物体的突然发出巨大的光线。磁石特别是与强大的喷发有关,足以在宇宙中看到清晰。考虑到磁石的极端物理特征,科学家认为他们有多种方式可以产生如此巨大的能量。

Swift任务在它开始爆发时发现了Swift J1818.0−1607。在这个阶段,它的x射线发射比正常情况至少亮10倍。爆发事件的具体情况各不相同,但它们通常以几天或几周内亮度突然增加开始,然后随着磁星恢复正常亮度,几个月或几年后亮度逐渐下降。

这就是为什么天文学家如果他们想观察来自这些事件之一的高峰活动时期,那就不快。Swift使命警告了全球天文社区的活动,XMM-Newton(具有NASA参与)和Nustar进行了快速的后续研究。

除了x射线外,磁星还释放出巨大的伽马射线爆发,这是宇宙中能量最高的光形式。它们还能发射稳定的无线电波,这是宇宙中能量最低的光形式。(发射长期射电光束的中子星被称为射电脉冲星;Swift J1818.0−1607是已知的五颗磁星之一,也是射电脉冲星。)

“磁星的惊人之处在于,它们作为一个种群是非常多样化的,”蒙特利尔麦吉尔大学麦吉尔空间研究所主任、前核之星团队成员维多利亚·卡斯皮(Victoria Kaspi)说,她没有参与这项研究。“每次你找到一个,它都会告诉你一个不同的故事。它们非常奇怪和罕见,我认为我们还没有看到所有的可能性。”

这项新研究是由意大利帕维亚高等研究学院(IUSS)的保罗·埃斯波西托领导的。

xmm-newton空间天文台间谍最小的婴儿脉冲脉有关这项研究的更多信息。

Reference: “A Very Young Radio-loud Magnetar” by P. Esposito, N. Rea, A. Borghese, F. Coti Zelati, D. Viganò, G. L. Israel, A. Tiengo, A. Ridolfi, A. Possenti, M. Burgay, D. Götz10, F. Pintore, L. Stella, C. Dehman, M. Ronchi, S. Campana, A. Garcia-Garcia, V. Graber, S. Mereghetti, R. Perna, G. A. Rodríguez Castillo, R. Turolla and S. Zane, 17 June 2020,《天体物理学杂志快报
DOI:10.3847 / 2041-8213 / AB9742

关于任务

Nustar最近在2013年6月13日推出的太空中庆祝了七年。由CALTECH领导的小型探险家代表团并管理JPL.NuSTAR是与丹麦技术大学和意大利航天局(ASI)合作开发的,为美国宇航局(NASA)位于华盛顿的科学任务理事会(Science Mission Directorate)服务。该航天器由位于弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司建造。核之星的任务操作中心在加州大学,伯克利,官方数据档案在美国宇航局的高能量天体物理学科学研究中心。ASI提供了特派团的地面站和镜像档案。CALTECH管理NASA的JPL。

欧洲航天局的xmm -牛顿天文台于1999年12月在法属圭亚那的库鲁发射。NASA资助了XMM-Newton仪器的部分组件,并提供了NASA在戈达德的客座观测设施,该设施支持美国天文学家使用该天文台。

美国国家航空航天局的戈达德太空飞行中心与宾夕法尼亚州立大学、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普·格鲁曼创新系统合作管理Swift任务。其他合作伙伴包括英国莱斯特大学和英国伦敦大学学院的穆拉德空间科学实验室、布雷拉天文台和ASI。

1条评论在“发现一个非凡的宇宙宝宝 - 而且很棒”

  1. 第三段提到了中子星形材料的密度,说明原子被撞击在一起等等等等等等。从我们可以猜测中没有原子在中子恒星中,只是中子,具有强力和中子退化压力的强力和中子恒定的压力进一步崩溃到黑洞水平密度。

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