一個(gè)吸血鬼中子星從恒星伴星為強(qiáng)大的天體物理噴流提供動力的插圖。（圖片來源：uux.cn/Danielle Futselar、中星Nathalie Degenaar、爆炸阿姆斯特丹大學(xué)Anton Pannekoek研究所。近光）
（神秘的速飛地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（Robert Lea）：中子星是曾經(jīng)死于超新星爆炸的大質(zhì)量恒星的殘骸。總的噴流來說，中子星被認(rèn)為是有關(guān)已知宇宙中最極端的天體之一，尤其是吸血鬼當(dāng)這些密度極高的恒星殘余與伴星（尚未“死亡”）一起存在時(shí)，情況更是中星如此，因?yàn)榘樾蔷嚯x中子星的爆炸巨大引力足以從第二顆恒星上剝離物質(zhì)。換句話說，近光伴星就像中子星的速飛恒星受害者。
這些“吸血鬼中子星”很特別，噴流因?yàn)樗鼈兿裼钪嬷械挠嘘P(guān)Bela Lugosi一樣復(fù)活了。這是吸血鬼因?yàn)榘樾堑南鲁廖镔|(zhì)會在中子星表面引發(fā)熱核爆炸。其中一些被偷走的物質(zhì)被引導(dǎo)到中子星的兩極，從那里以近光速以強(qiáng)大的天體物理噴流的形式爆發(fā)。然而，究竟是什么導(dǎo)致了這些噴流的發(fā)射，以及它們是如何與這些熱核爆發(fā)聯(lián)系在一起的，仍然是個(gè)謎。
然而，新的研究為這個(gè)謎題提供了線索。
科學(xué)家們揭示了一種測量這些噴流速度的方法，并將這些值與中子星和它所享用的不幸雙星伴星的質(zhì)量聯(lián)系起來。這可能最終有助于解決這一與噴流相關(guān)的困境，并可能提供有關(guān)從伴星上剝離物質(zhì)的其他物體的信息，如超大質(zhì)量黑洞。
“我們第一次能夠測量中子星發(fā)射的穩(wěn)定噴流的速度，”主要作者、美國國家天體物理研究所（INAF）科學(xué)家托馬斯·拉塞爾告訴Space.com。“這些噴流，就像來自吸積黑洞的噴流一樣，在我們的宇宙中是極其重要的，因?yàn)樗鼈兿蛑車h(huán)境傳遞大量能量，影響恒星形成、星系生長，甚至星系如何聚集在一起。但我們并不真正了解這些噴流是如何發(fā)射的。”
拉塞爾解釋說，此前，科學(xué)家們曾認(rèn)為，噴流可能是由于受害者恒星中物質(zhì)螺旋進(jìn)入時(shí)剝離的物質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。還有一種理論認(rèn)為，噴流與旋轉(zhuǎn)物體本身的旋轉(zhuǎn)有關(guān)。
這項(xiàng)新的研究可能有助于確定哪個(gè)機(jī)制是主要負(fù)責(zé)的。
拉塞爾繼續(xù)說道：“我們發(fā)現(xiàn)熱核爆炸和噴流之間的聯(lián)系，現(xiàn)在為我們提供了一個(gè)易于接近和可重復(fù)的探測器，以解開中子星噴流的發(fā)射機(jī)制。”。“因?yàn)槲覀冋J(rèn)為所有類型的物體都以非常相似的方式發(fā)射噴流，這將有助于我們了解噴流是如何從所有物體發(fā)射的，甚至是位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞。”
中子星是如何爆炸的？
為了得出他們的結(jié)論，拉塞爾和同事們檢查了兩個(gè)包含食中子星的系統(tǒng)：X射線雙星4U 1728-34和4U 1636-536。眾所周知，這兩個(gè)系統(tǒng)都會周期性地爆發(fā)熱核爆發(fā)。
中子星表面的熱核爆炸對科學(xué)家來說并不是一個(gè)新現(xiàn)象。多年來，人們一直在分析這些爆炸，拉塞爾指出，天文學(xué)家總共觀測到至少125顆“爆炸”的中子星。
拉塞爾說：“當(dāng)中子星消耗附近恒星的物質(zhì)時(shí)，吸積的物質(zhì)會在中子星表面堆積起來。在某個(gè)時(shí)刻，壓力變得太大，就會發(fā)生不穩(wěn)定的失控?zé)岷吮ǎ趲酌腌妰?nèi)蔓延到中子星的整個(gè)表面。”
在X射線波段可以看到與4U 1728-34和4U 1636-536相關(guān)的爆發(fā)，這意味著該團(tuán)隊(duì)能夠使用歐洲航天局的國際伽馬射線天體物理實(shí)驗(yàn)室（INTEGRAL）太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行探測。
拉塞爾繼續(xù)說道：“我們發(fā)現(xiàn)，這些爆炸會導(dǎo)致一些額外的物質(zhì)被泵入噴流，持續(xù)數(shù)十秒。”。“使用射電望遠(yuǎn)鏡和澳大利亞望遠(yuǎn)鏡緊湊陣列監(jiān)測噴流，我們能夠在這些額外的物質(zhì)沿著噴流流下時(shí)跟蹤它們，基本上為我們提供了一臺宇宙速度相機(jī)來測量噴流速度。”
INTEGRAL太空望遠(yuǎn)鏡的示意圖，該望遠(yuǎn)鏡是確定中子星噴流速度的整體。（圖片來源：uux.cn/ESA）
他們希望看到的是X射線爆發(fā)后無線電發(fā)射的變化。
事實(shí)上，研究小組在每次熱核爆炸的幾分鐘內(nèi)就探測到了無線電亮度的增加。這使研究人員得出結(jié)論，噴流的演變與熱核爆炸密切相關(guān)。
拉塞爾說：“我們對噴氣式飛機(jī)的反應(yīng)如此清晰感到驚訝。這些非常明亮清晰的耀斑順著噴氣式飛機(jī)流下，很容易被探測到。”。“我們確實(shí)預(yù)計(jì)會有一些回應(yīng)，但認(rèn)為會更加微妙。”
中子星噴流加速
研究小組表示，這些噴氣式飛機(jī)的速度是拼圖中缺失的一塊，這導(dǎo)致了噴氣式飛機(jī)劇烈彈射和爆炸性進(jìn)食事件之間的聯(lián)系。
拉塞爾說：“速度對于了解噴氣式飛機(jī)是如何發(fā)射的非常重要，這一新發(fā)現(xiàn)為回答這個(gè)問題打開了一個(gè)非常容易的窗口。”。“我們現(xiàn)在可以將這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于許多其他爆裂中子星，然后我們可以比較噴流速度與中子星的自旋、質(zhì)量甚至磁場的相關(guān)性，所有這些都被認(rèn)為是噴流發(fā)射的關(guān)鍵因素。”
如果該團(tuán)隊(duì)看到其中一種特性與噴流速度之間的相關(guān)性，它將揭示這些噴流的主要發(fā)射機(jī)制是什么——無論是中子星的旋轉(zhuǎn)還是注入物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)。
這是第一次測量來自中子星的這種噴流的速度，但值得注意的是，以前曾對黑洞進(jìn)行過測量。然而，拉塞爾解釋說，在將中子星用作研究噴流發(fā)射機(jī)制的探測器時(shí)，中子星比黑洞具有巨大的優(yōu)勢。
他說：“中子星可以有非常精確測量的自旋、確定的質(zhì)量，甚至可能有已知的磁場強(qiáng)度，所有這些在黑洞中都很難測量。”。“因此，目前只有通過中子星，我們才能開始將系統(tǒng)特性與噴流聯(lián)系起來。”
總的來說，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)在兩個(gè)饋電中子星系統(tǒng)中看到了這一結(jié)果，但這是他們迄今為止唯一研究過的兩個(gè)。
他總結(jié)道：“我們正在將我們的新技術(shù)應(yīng)用于盡可能多的其他爆裂中子星，以揭示不同中子星性質(zhì)的噴流速度是如何變化的。”。“一旦我們建立了足夠的樣本，我們將能夠解開噴氣式飛機(jī)生產(chǎn)的關(guān)鍵特性，揭示噴氣式飛機(jī)是如何發(fā)射的。”
該團(tuán)隊(duì)的研究于周三（3月27日）發(fā)表在《自然》雜志上。