經過半個世紀科學家發現宇宙第一顆白矮脈衝星!

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已知宇宙中,一顆獨一無二的恆星。

科學家終於看到已知宇宙中的第一顆白矮脈衝星(white dwarf pulsar)。雖然這顆恆星大約是地球的大小,但它的質量是地球的20萬倍,以及1億倍強的電磁場。

直到現在,數千顆已發現的脈衝星都是以相同的方式形成:一顆巨大恆星的核心爆炸,然後崩塌成一顆旋轉的中子星(neutron star)。但是這顆新的脈衝星是完全不同的,而且在過去半個多世紀,一直困擾著天文學家。

第一顆脈衝星是回溯到1960年代意外發現的,當時天文學家正在尋找星系外的無線電來源。

當時,研究小組認為脈衝星是一種類型的白矮星(white dwarf),但當他們分析在著名的蟹狀星雲(Crab Nebula)中心的脈衝星時,他們意識到沒有任何白矮星可以振動或旋轉地那麼快,它一定是一顆中子星。

中子星和白矮星之間的差異來自於它們形成的方式。兩種都是燒光的恆星殘留物,但白矮星是質量小的恆星靜靜塌陷的結果;而中子星是形成於一顆巨恆星災難性的崩塌,並且造成超新星爆炸。

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由於它們一開始的質量不同,中子星在形成時,擁有比白矮星更高的溫度、旋轉更快、而且更強的磁場。

第一顆脈衝星的發現不僅證實是一顆中子星,而且中子星實際上確實真的存在;這是天文學家在發現之前30年就預測的

從那時起,研究人員推理脈衝星可能也在雙星系統中發揮作用:一種兩顆天體非常靠近的系統,它們的重力使它們互相環繞在一個共同的質心。

在這些雙星系統中,預測可能涉及到一顆中子星、一顆主序星(像我們的太陽)、或是一顆白矮星。而現在,天文學家終於確認後者(白矮星)是現實生活的例子。

來自英國華威大學((University of Warwick)和南非天文台的研究小組,確認天蠍座AR (AR Scorpii,AR Sco)是脈衝星的第一個白矮星版本,距離地球380光年。就天文學術語而言,它是一顆相當接近我們的鄰居。

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來自華威大學的湯姆‧馬胥(Tom Marsh)解釋:「新數據顯示,天蠍座AR的光是高度極化的。顯示磁場控制整個系統的放射,並且從更傳統的中子脈衝星,看到類似行為的極相似天體。」

雖然白矮星來自於比中子星質量更小的恆星,但這顆恆星絕不是一顆畏首畏尾的恆星。

研究人員描述雙星系統為一顆白矮脈衝星,以帶電粒子的強烈光束和輻射,殘酷地每2分鐘轟炸它的鄰居紅矮星,一類暗淡或失去作用的恆星。

之前,沒有人在宇宙中看到任何相當像這樣的天體。

華威大學研究小組的另一位成員鮑里斯‧甘斯克(Boris Gänsicke)說:「天蠍座AR像是一座巨型發電機:一塊地球大小的磁鐵,有著比我們在實驗室能夠做出的任何磁場強大約1萬倍的磁場,而且每2分鐘旋轉一次。」

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「這會在伴星產生巨大的電流,然後製造出我們偵測到的光變異。」

現在我們已經確認出第一顆白矮脈衝星,科學家將有更好的能力來搜索其他像這樣的天體。

在這個階段,還不清楚這些天體究竟有多麼罕見。但可能是時候回頭來調查我們所知道的白矮星,檢查那個洩漏內情的旋轉。

這項研究已經發表在自然天文學期刊(Nature Astronomy)

來源:ScienceAlert