在宇宙墓地中发现有史以来最慢的中子星

一个国际科学家小组表示，从“恒星墓地”中出现的不寻常的脉动无线电信号可能是新型中子星存在的证据。脉冲星信号来自一颗 53 万年前的中子星，每 76 秒旋转一次 - 使其成为迄今为止观察到的旋转最慢的中子星。这颗恒星被指定为 PSR J0901-4046，由 猫鼬 南非的射电望远镜。

中子星是一种质量与太阳相似的物体，但被重力压扁至直径约 20 公里。当恒星被压缩时，角动量守恒，这意味着恒星的旋转速度会增加——就像旋转的花样滑冰运动员在收回手臂时加速一样。

众所周知，旋转中子星会广播无线电波束，这些无线电波束对地球上的观察者来说表现为脉冲。无线电发射过程是由恒星的旋转驱动的，这种能量转移最终会减慢旋转速度，直至发射停止。

意外的脉动

“这一发现的令人惊讶之处在于它位于中子星墓地中。这让它很特别，”解释道 马尼沙·迦勒 悉尼大学的教授，他是该项目的首席研究员。 “我们预计该地区不会出现任何无线电脉动。这一发现开辟了一个完整的未探索区域，我们以前从未在那里寻找过中子星。”

“这是迄今为止已知最慢的中子星，”卡勒布补充道，他是《中子星》杂志上一篇论文的主要作者。 自然天文学  描述了这一发现。 “它确实发射无线电波这一事实挑战了我们对中子星如何老化的理解。”

之前发现的最慢中子星的周期为 23.5 秒，这意味着这个新发现的速度大约慢了三倍。 PSR J0901-4046 似乎至少有七种不同的脉冲类型，其中一些是强周期性的。研究人员表示，这种脉冲类型的多样性是以前从未见过的。

准周期脉冲

“没有其他已知的中星表现出这种多样性。 “准周期”脉冲类型可能是由于中子星的地震振动或振荡造成的，这可能是产生这些爆发的发射机制的重要线索，”卡勒布说。 “这是新一类中子星的开始。它如何或是否与其他类别相关还有待探索。”

前曼彻斯特大学教授迦勒解释说，这一观察结果不仅仅是一点好运。 “事实上，光源仅在大约 0.5% 的自转周期内‘开启’，这意味着我们非常幸运，光束与地球相交，”她说。 “我们很可能会错过所有这些物体，直到现在我们才知道它们的存在。”

“脉冲星是中子星，其磁极发出辐射束，在旋转时扫过地球，使天文学家能够将它们检测为一系列规则脉冲，”该书的合著者 自然天文学 论文和牛津大学天体物理学家， 伊恩·海伍德告诉 物理世界。 “我们可以使用射电望远镜极其精确地计时此类中子星的旋转，使脉冲星成为测试天体物理学和基础物理学许多方面的极其偶然的资源。”

偶然性和根本性

海伍德补充说，研究人员可以观察到的中子星的两个基本特征是它们的旋转速度和旋转减慢的速度。

“有关中子星的理论预测，对于这两个值的某些组合，无线电发射将关闭，光束将消失，”他说。 “我们看到这个物体自转周期如此长的无线电发射这一事实对其中一些理论提出了挑战。”

海伍德指出，PSR J0901-4046 的旋转速率和减速值（技术上称为其参数空间）将其标记为新事物。

海伍德解释说：“不同类别的脉冲中子星占据了参数空间中截然不同的区域，这一发现正在推动不包含任何已知类别中子星的区域。” “也许它不是一类新的中子星，而是我们对当前已知中子星数量的了解并不完整。不管怎样，这一发现质疑了我们对此类物体的理解。”

研究人员表示，通过充分利用MeerKAT的数据，并结合该望远镜MeerTRAP和ThunderKAT项目的观测技术，他们希望寻找更多像PSR J0901-4046这样的天体。

迦勒总结道：“发现更多这样的中子星对于我们了解银河系中子星种群至关重要。”