【新唐人北京時間2024年11月14日訊】近期,天文學家發現宇宙正在劇烈變化,不斷有新的天體和奇景出現。丹麥天文學家發現了一顆離地球26,000光年的中子星,以每秒700多次的驚人速度進行自轉,這是迄今為止觀察到旋轉速度最快的天體之一。
丹麥科技大學(Technical University of Denmark, DTU)的研究人員藉由美國太空總署(NASA)安裝在國際太空站(ISS)的中子星內部成分探測器(NICER)X射線望遠鏡,觀測到銀河系中心的人馬座X射線雙星系統「4U 1820-30」中,體積很小、質量極大且自轉極快的中子星。
這顆如同宇宙中「高速陀螺」的中子星,直徑僅有12公裡,質量卻是太陽的1.4倍左右。它於2017年至2021年期間,被天文學家觀測到在「4U 1820-30」系統中出現了15次的熱核X射線爆發。天文學家發現,其中的一個爆發顯示出一種稱為「熱核爆發振盪」的特徵,其發生頻率為716赫茲(Hz)。
該雙星系統位於富含金屬的球狀星團「NGC 6624」中,距離地球大約26,000光年。科學家解釋,「4U 1820-30」系統中的中子星自身強大的引力,會吸收和累積周圍和伴星上的物質,當它表面累積了足夠的物質時,就會發生劇烈的熱核爆發,過程類似原子彈爆炸的樣子
NASA在1999年公布的蟹狀星雲圖,該星雲中心是一顆快速旋轉的中子星或脈衝星,每秒發射30次輻射脈衝。(NASA/AFP)
這些熱核爆發振盪頻率與中子星本身的旋轉頻率相匹配,這意味著來自「4U 1820-30」的中子星自轉速度是每秒716次(每分鐘42,960次),這也是人類目前觀察到旋轉速度最快的物體之一。目前觀測到其它旋轉速度普通的中子星,大約是每秒幾次到幾十次之內。
另外,與「4U 1820-30」的中子星自轉速度相近的中子星是「PSR J1748–2446」,它的自轉速度也是每秒716次(頻率716 Hz)。目前發現第二快的是「PSR J0952-0607」,它在銀河場中的頻率為707 Hz。
「4U 1820-30」的X射線雙星系統除了中子星,還有一顆伴星。這顆伴星是一顆與地球大小相同的白矮星(由電子簡併物質構成的恆星核殘骸),其質量與太陽相當。據了解它每11.4分鐘繞這顆高速自轉的中子星一次,使其成為已知軌道周期最短的雙星系統。
這個雙星系統是指兩顆恆星受引力束縛而組成的系統。它們圍繞著一個質心運行,但兩顆恆星不一定具有相同的質量、大小或亮度。因此在系統中較大的恆星被稱為主星,而較小的恆星被稱為次星或伴星。
天文學家解釋,中子星又稱為「死星」,原本是一顆大質量恆星因其耗盡燃料(氫或氦元素)無法再進行核融合反應,且核心逐漸累績重元素(鐵等金屬元素),最終因無法負荷核心的重量,使核心開始迅速坍縮,加速恆星的自轉速度。另外,它在塌縮過程產生的衝擊波,會傳到垂死恆星的外層引發爆炸和強烈風暴,形成「超新星」爆炸。
目前天文學家已經發現了幾千個這種超新星爆炸後的大質量恆星,是宇宙中可觀測到的最緻密的物體之一。
國際研究中心的成員、丹麥技術大學空間高級科學家加拉瓦‧賈薩瓦爾(Gaurava K. Jaisawal)博士對丹麥大學的新聞室說道,「當我們研究這個系統的熱核爆炸時,發現了顯著的震盪。這表明中子星以每秒716次的驚人速度繞其中心軸旋轉。」
「如果未來的觀測證實了這一點,那麼4U 1820-30雙星系統的中子星,將成為宇宙中迄今為止觀測到的旋轉速度最快的物體之一。目前只有另一顆名為PSR J1748-2446的中子星可以與之媲美。」他說。
該校太空科學家傑羅姆‧切內韋斯(Jerome Chenevez)副教授則解釋道,「中子星在爆發期間,其釋放出巨大的能量所產生的亮度是太陽的10萬倍。因此,透過詳細研究它們,讓我們對雙星系統現有的生命周期和宇宙中元素的形成,有了新的見解。」
研究成果於10月25日發表在《天文物理學》期刊上。
(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)