恒星定时炸弹的线索

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-05-08 09:25:00 | 作者: | 来源: | 浏览:2238次 ]

原文标题:Stellar Ticking Time Bomb Explodes on Cue

作者:Robert Naeye    原文来自:NASA    Posted: 2008. 4. 30

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

由4名天文学家组成的 研究小组使用NASA的 罗西X射线时变探测器卫星 发现了一种定时机制,这一机制可以精确地告诉他们,超密的 恒星 什么时候可以产生出惊人庞大的 爆发。

小组领导人、荷兰阿姆斯特丹大学的 Diego Altamirano说:“我们发现越走越慢的 时钟,当它变得足够慢的 时候,炸弹就爆发了。”

爆发发生在一颗中子星 上,这是巨型质量恒星 以超新星 的 形式爆发后留下的 残骸,相当于城市的 大小。虽然中子星 尺寸很小,它却有着高于太阳的 质量。在宇宙空间中,这颗中子星 并不孤独。它有一颗伴星 ,两个天体以3.8小时的 周期互相绕转。根据其南天的 天球坐标,这一双星 系 统叫做4U 1636-53。

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这4张计算机动画模拟图展现的 是热核爆炸的 点燃、扩散并淹没整个中子星 的 过程。(图片提供:NASA)

系 统的 表现就象是一颗滴答作响的 定时炸弹。中子星 有着极强的 引力,因此它吮吸着伴星 大气中的 气体。气体螺旋落向中子星 ,在其表面缓慢堆积起来,直到加热到临界温度。突然间,中子星 表面某一小区域的 气体点燃了猛烈的 爆发,火焰很快扩散到整个中子星 周围。由此导致的 爆炸看起来就是X射线的 明亮闪光,可以通过卫星 探测到。

4U 1636-53中的 中子星 每天会发生7至10次爆炸。爆炸令人难以置信地又归于沉默。它们在仅仅10至100秒的 时间内释放出的 能量相当于太阳在整整一星 期内的 辐射能。能量相当于100颗氢弹同时在中子星 表面每个邮票大小的 区域爆发。对于我们来说的 好消息是,这颗中子星 距离地球20000光年,这一距离足够远,爆发不会对人类或是我们的 行星 产生什么危险。对于中子星 来说幸运的 是,爆发只发生在其表面和大气中,因此星 体可以免受冲击波的 破坏。

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4张图片之二(图片提供:NASA)

科学家已经在80颗不同的 中子星 中观测到了数以千计的 类似X射线爆发。但直到现在,他们也没办法预测它们何时发生。

发现的 关键就是RXTE,它可以极其精确地为快速光变的 X射线辐射体进行计时测量。当气体逐渐在中子星 表面积累时,组成气体的 原子相互猛冲,在聚变过程中形成更重的 原子。某些时候,聚变的 进行会是稳定而几乎完美地重复着的 ,产生近似规则的 X射线信号,也就是准周期振荡(缩写为QPO)。将QPO看成是一个时钟,走时精度近乎完美。

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4张图片之三(图片提供:NASA)

科学家预计,QPO之钟每两分钟(120秒)滴答一下。这也就是Altamirano的 小组在使用RXTE观测该系 统时所发现的 。但小组还发现,随着气体在中子星 表面逐渐堆积,QPO之钟会走得越来越慢。当其慢到每125秒一个周期时,中子星 会发生一次猛烈的 爆发。

Altamirano说:“我们可以预测爆发发生的 时间,我们有了时钟来告诉我们,什么时候炸弹会爆炸!”

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4张图片之四(图片提供:NASA)

Tod Strohmayer供职于马里兰州格林贝尔特的 NASA戈达德太空飞行中心,他补充道:“这是个激动人心的 发现。”Strohmayer是个中子星 专家,不过并未参与此项研究。他指出,QPO之钟的 走时取决于中子星 的 尺度和质量。他说:“它给予了我们研究这些迷人天体的 新工具。”

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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