
天文学家在沉默几十年后发现来自稀有“蓝眼脉冲星”的无线电信号
一幅艺术家描绘的脉冲星发射无线电波的图像。(图片版权: Nazarii Neshcherenskyi/Getty Images) 在超新星爆炸现场中心的静默中子星可能实际上在低声细语,此次首次检测到来自这样的天体微弱无线电发射的情况使我们意识到,银河系中可能还有更多的脉冲星。当一颗大型恒星作为超新星爆炸时,毁灭性的后果导致恒星核心在自身引力下崩溃,形成中子星或黑洞。当中子星形成时,它是以旋转的方式诞生的,其磁场通常强大到足以激发带电粒子并将它们以接近光速的喷流发射出去。这个喷流会发射无线电波,当中子星旋转时,我们看到这个无线电喷流朝我们的方向闪烁。这使得中子星看起来像是在脉冲,因此我们称之为脉冲星。令人困惑的是,并非所有在超新星残骸中心的中子星都是脉冲星。到目前为止发现的约有十几个在无线电波中保持安静,天文学家称这些安静的中子星为“中央致密天体”(CCOs)。CCOs的一个可能解释是它们的磁场太弱,无法产生可检测的无线电喷流。几十年来,天文学家一直在监听这些天体,只发现无线电沉默——直到现在。中国科学院国家天文台的张磊领导的团队通过南非的MeerKAT射电望远镜对一个特定的CCO,名为1E 1207.4-5209进行了监听。他们发现这个CCO实际上在发射无线电波,但非常微弱,约每424毫秒一次。这与已知的脉冲星自转周期相符——它确实是一个旋转的存在。1E 1207.4-5209位于距离我们10,000光年的银河系中的一个超新星中心,由清华大学的天文学教授李迪命名为“蓝眼脉冲星”。这个名字的来源是因为当微弱的无线电发射与显示中子星明亮发光的X射线图像结合时,它看起来像一只蓝眼睛。蓝眼脉冲星有着引人入胜的历史。形成它的超新星爆炸发生在4100多年前。2015年,X射线观察指出,脉冲星经历了一次“旋转故障”,这可能是由于中子星内部某种物质的干扰或移动,导致旋转小幅增加。张磊的团队提出,这次故障要么加强了蓝眼脉冲星的磁场,要么重新定位,或者两者兼而有之,从而导致无线电发射,或者至少使此前已经存在的微弱无线电波变得可检测。在故障之后,中子星的旋转速度会逐渐减缓至其原始速度,这时我们可能会期望蓝眼脉冲星的无线电发射再次关闭。张磊的团队建议继续监测蓝眼脉冲星,以回答这个问题。蓝眼脉冲星的表现方式像是宋代经典画作《五马图》,这是人类第一次完整记录超新星爆炸的作品。(图片版权:清华大学/张&李等) 如果答案如张磊的团队所想,那么这可能意味着银河系中还有大量未被探测到的微弱脉冲星。老脉冲星,即在它们诞生的超新星残骸消散后存在很长时间的脉冲星,也是相对安静的无线电发射天体,因为它们的旋转速率随着时间而减缓。然而,也有可能我们误将一些这些脉冲星鉴定为老脉冲星,它们实际上可能是相对年轻但发射微弱无线电波的天体。这些发现还可能解释为什么一些超新星残骸似乎缺失脉冲星。其中最关键的是在大麦哲伦云中超新星1987A爆炸形成的扩展碎片云。尽管天文学家基于间接证据相当确定残骸中心有一颗中子星,但到目前为止还未探测到任何脉冲星无线电信号。蓝眼脉冲星的无线电波检测结果已于6月25日在《自然天文学》上报道。基思·库珀是英国的一名自由科学记者和编辑,拥有曼彻斯特大学的物理学和天体物理学学位。他是《接触悖论:挑战我们在寻找外星智能时的假设》(Bloomsbury Sigma,2020)的作者,并为多本杂志和网站撰写天文学、太空、物理学和天体生物学的文章。
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