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科學家首次發現單側脈衝星!載入史冊


1967年,天文學家觀測到一顆旋轉且高度磁化的中子星,這也是人類觀測到的第一顆脈衝星。從那時起,科學家親切地稱它們為「宇宙燈塔」,因為它們能產生周期性的頻閃效應,在宇宙中特別醒目,因此它也一直是科學家不斷研究的天體對象。科學家們甚至提議將它們用作導航信標,因為它們的電磁脈衝可以完美地定時,還可以用來測量距離。

然而,在科學家所發現的所有的脈衝星中,都有一個規律,那就是這些強大的恆星無論從哪個角度都能看到的有節奏的脈動。但最近一個國際團隊的發現已經證實,存在只能從一側發出脈衝的中子星。這顆脈衝星是HD 74423星系的一部分,距離地球約1500光年,是第一個被發現的脈衝星。毫無疑問,這個發現顛覆了科學界的認知,將載入史冊!

這一發現是由波蘭華沙尼科勞斯·哥白尼天文中心(CAMK)的天文學家領導的一個團隊做出的,團隊成員包括來自麻省理工學院Kavli天體物理和空間研究所(MKI)、加拿大天體物理學研究所(Instituto de Astrofisica de Canarias)、雪梨天文研究所(SIfA)和多所大學的成員。這項描述他們發現的研究最近發表在《自然天文學》雜誌上。

幾十年來,天文學家一直從理論上推測脈衝星的存在,因為脈衝星的振蕩只能從一側觀測到。但是直到最近,多虧了一些科學家,他們檢查了來自NASA外行星搜尋淩日外行星調查衛星(TESS)的數據,才發現了一個候選行星。此後不久,公民科學家聯繫了麻省理工學院Kavli研究所的研究員、TESS研究工作的聯繫人索爾·拉帕波特教授。不久之後,一個國際天文學家團隊也加入了他的行列,他們也在忙於研究這顆脈衝星,這顆脈衝星被發現是一個雙星系統的一部分。

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該星系距離地球1500光年,被稱為HD 74423,由一顆質量約為太陽質量1.7倍的白矮星和一顆m型紅矮星伴星組成。這兩顆恆星的公轉周期只有1.6天,因此很容易探測到它們的淩日。

令他們驚訝的是,研究小組發現,脈動的強度取決於觀測到的恆星的角度,以及它的紅矮星伴星的相應方向。最後,研究小組觀察到的所有微小的亮度波動只有在同一半球的恆星指向它們時才會出現。

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這就是天文學家們如何能夠確定地得出結論:脈衝只發生在這顆脈衝星的一側。他們注意到,這些脈動的強度也在幾乎兩天的周期內發生變化,與恆星的軌道周期相匹配。據此,研究小組推斷,這對雙星的緊密軌道導致它們相互之間產生了相當大的引力。

這種效應會破壞這兩顆恆星的表面,使它們變得細長,形成淚滴狀,這也會使脈衝星的電磁脈衝聚焦到一邊。因此當雙星相互環繞時,我們看到了這顆脈動恆星的不同部分。有時我們看到指向伴星的那一面,有時我們看到外表面。

早在20世紀40年代,天文學家就預測有一類恆星的脈動會受到其近鄰的影響。此外,潮汐力可以導致恆星的脈動軸移動,這一觀點已經被天文學家理論化了30多年。多虧了這項研究,這些現象終於有了觀察性的證據。

唐·庫爾茲教授是英國中央蘭開夏大學的一名研究人員,他對這一發現感到非常興奮,他的大部分職業生涯都在尋找這一發現。他說:「從理論上講,我們從20世紀80年代就已經知道這樣的恆星應該存在。」「我尋找這樣一顆恆星已經將近40年了,現在我們終於找到了一顆。」

另一個令人興奮的事實是,這一發現絕不可能是最後一個。事實上,正如拉帕波特教授肯定會補充的那樣,「除了它的脈動之外,這個系統似乎沒有任何特別之處,所以我們期待在TESS數據中發現更多隱藏的信息!」

最後,但並非最不重要的是,這一發現將載入史冊,因為它將一項前沿科學任務、普通科學家和專業研究人員聚集在一起,做出了一項重大發現。它是當今天文學和太空探索時代的一個偉大突破!

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