天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星

天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星这颗新发现的白色脉冲星距离地球仅773光年，最近由一群与英国华威大学合作的天文学家和天体物理学家发现。除了让我们再次看到这些罕见的恒星之外，这一发现还有助于突出和证实白矮星的磁场是由内部动力装置产生的。这一过程类似于地球的液态核心如何产生环绕我们星球的磁场，然而，白矮星脉冲星产生的磁场要强大得多。"白矮星的磁场可以比太阳的磁场强100多万倍。"来自华威大学的天体物理学家IngridPelisoli在一份声明中解释说："J1912-4410的发现为这一领域的发展提供了关键的一步。关于这个新发现的研究报告也发表在《自然-天文学》上。目前还没有人对J1912-4410进行解读。传统上，脉冲星是死星，我们更常称之为中子星。然而，这些白色脉冲星实际上是被称为白矮星的死亡恒星的残余物。这里的区别是，中子星通常是大质量恒星的遗留物，其质量是我们太阳的8到30倍。白矮星通常是质量低于或不超过我们太阳8倍的恒星的残余物。因此，它们比你的普通脉冲星要小一些。这个新发现证实了有更多的白矮星脉冲星存在，科学家在发现ARScorpii后已经预测到了这一点。考虑到科学家已经发现了一些有史以来最强大的脉冲星，继续发现关于这些有趣的恒星残余物的更多数据是很有价值的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367137.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367137.htm

天文学家揭开脉冲星 PSR J1023+0038 奇特的亮度变化之谜

天文学家揭开脉冲星PSRJ1023+0038奇特的亮度变化之谜通过对包括欧洲南方天文台（ESO）三个设施在内的12台地面和太空望远镜的广泛天文研究，天文学家发现了脉冲星（一种超高速旋转的死星）的奇特行为。据了解，这个神秘的天体几乎不断地在两种亮度模式之间切换，直到现在这还是一个谜。但天文学家现在发现，脉冲星在极短的时间内突然喷射出的物质是造成这种奇特切换的原因。纽约大学阿布扎比分校研究员、意大利国家天体物理研究所（INAF）下属研究员玛丽亚-克里斯蒂娜-巴格里奥（MariaCristinaBaglio）说："我们目睹了非同寻常的宇宙事件，在数十秒的极短时间内，从一个以难以置信的高速旋转的小型致密天体中向太空发射出大量物质，类似于'宇宙炮弹'。"她是最近发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）杂志上论文的第一作者。脉冲星是一种快速旋转的磁星，会向太空发射一束电磁辐射。当它旋转时，这束射线横扫整个宇宙--就像灯塔的光束扫描周围环境一样--当它与地球的视线相交时，就会被天文学家探测到。这使得从我们的星球上看这颗恒星的亮度出现脉冲变化。PSRJ1023+0038，简称J1023，是一种行为怪异的特殊脉冲星。它位于大约4500光年外的六分仪星座，紧紧地围绕着另一颗恒星运行。在过去的十年里，这颗脉冲星一直在积极地从这颗伴星上吸取物质，这些物质在脉冲星周围聚集成一个圆盘，并慢慢地向脉冲星坠落。这幅艺术家印象图展示了脉冲星PSRJ1023+0038从它的伴星上窃取气体的过程。这些气体聚集在脉冲星周围的圆盘中，慢慢地向脉冲星坠落，最终以狭窄的喷流形式排出。此外，还有一股粒子风从脉冲星上吹走，这里用一团非常小的点表示。这股风与下坠的气体发生碰撞，将其加热，使系统发出耀眼的X射线、紫外线和可见光。最终，这些高温气体沿着喷流被排出，脉冲星又回到了最初较暗的状态，周而复始。据观测，这颗脉冲星每隔几秒或几分钟就会在这两种状态之间不停地切换。资料来源：ESO/M.自从物质积累过程开始后，扫描光束几乎消失了，脉冲星开始不停地在两种模式之间切换。在"高"模式下，脉冲星发出明亮的X射线、紫外线和可见光；而在"低"模式下，脉冲星在这些频率下的亮度较暗，并发出更多的无线电波。脉冲星可以在每种模式下停留几秒或几分钟，然后在几秒钟内切换到另一种模式。迄今为止，天文学家一直对这种切换感到困惑。西班牙巴塞罗那空间科学研究所研究员、论文共同第一作者弗朗切斯科-科蒂-泽拉蒂（FrancescoCotiZelati）说："为了了解这颗脉冲星的行为，我们开展了史无前例的观测活动，动用了十几台最先进的地面和星载望远镜。这次活动包括欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）和欧洲南方天文台的新技术望远镜（NTT）（探测可见光和近红外线），以及阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），欧洲南方天文台是该阵列的合作伙伴。在2021年6月的两个晚上，他们观测到该系统在高低模式之间进行了280多次切换。""我们发现，模式切换源于脉冲星风（吹离脉冲星的高能粒子流）与流向脉冲星的物质之间错综复杂的相互作用，"隶属于INAF的科蒂-泽拉提（CotiZelati）说。在低模式下，流向脉冲星的物质以垂直于圆盘的狭窄喷流形式被排出。渐渐地，这些物质越积越接近脉冲星，当这种情况发生时，它就会被脉冲星吹出的风击中，导致物质升温。这个系统现在处于高模式，在X射线、紫外线和可见光下发出耀眼的光芒。最终，脉冲星通过喷流带走了这些热物质。随着圆盘中热物质的减少，系统发出的亮度也会降低，从而切换回低速模式。虽然这一发现揭开了J1023奇怪行为的神秘面纱，但天文学家们仍然需要从研究这一独特的系统中学到很多东西，而欧洲南方天文台的望远镜将继续帮助天文学家们观测这颗奇特的脉冲星。特别是目前正在智利建造的欧洲南方天文台的超大望远镜（ELT），它将为J1023的开关机制提供前所未有的视角。"ELT将使我们能够深入了解脉冲星周围流入物质的丰度、分布、动态和能量如何受到模式切换行为的影响，"INAF布雷拉天文台研究主任、本研究的共同作者SergioCampana总结说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401325.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401325.htm

天文学家利用FAST望远镜发现前所未见的"矮星"脉冲

天文学家利用FAST望远镜发现前所未见的"矮星"脉冲中国科学院国家天文台韩金林研究员领导的研究小组利用五百米口径球面射电望远镜（FAST），从一颗明亮的脉冲星PSRB2111+46中探测到了独特的"矮脉冲"，并对射电辐射进行了前所未有的详细研究，探测了磁层中的未知物理学。这项研究成果今天（8月17日）发表在《自然-天文学》杂志上。脉冲星通常会发射周期性的无线电信号。然而，一些较老的脉冲星偶尔会在特定时间内停止发射，这种现象被称为"脉冲无效"。出现这种现象的原因可能是磁层中由于不利条件或磁场结构和辐射区域的变化而无法产生粒子。另外，粒子产生的区域也可能被其他地方产生的等离子体所淹没。由FAST探测到的PSRB2111+46磁层中来自雷暴和粒子雨滴的脉冲射电发射。资料来源：NAOC没有脉冲星辐射的确切原因仍然不明。当脉冲星的辐射被抑制时，要确定其磁层的物理状态非常具有挑战性。PSRB2111+46是一颗相对较老的脉冲星，科学家们早就知道这颗脉冲星的辐射经常会在一段时间内处于无效状态。然而，在2020年8月24日、8月26日和9月17日偶然观测到这颗脉冲星时，却在普通的无效期检测到了数十个异常微弱、非常窄的脉冲--这在以前是没有观测到的。为了验证这种新的发射状态，研究人员于2022年3月8日再次对这颗脉冲星进行了两个小时的观测。该研究的第一作者陈雪博士说："最后，我们挑选出了175个这样窄而弱的脉冲。据陈博士介绍，这种脉冲在脉冲宽度和能量方面与普通脉冲不同，因此被命名为'矮脉冲'。"来自脉冲星B2111+46的矮脉冲在脉冲宽度和辐射能量上与普通脉冲有明显的不同，这表明脉冲星的辐射状态与普通脉冲星不同。资料来源：NAOC矮脉冲的性质标准的单个脉冲是通过脉冲星磁极附近规则形成的间隙中广泛放电产生的粒子"雷暴"来发射辐射的，而矮脉冲则是由这颗濒临死亡的脉冲星的一个脆弱间隙中成对产生的一个或几个粒子"雨滴"产生的。这些零星、微弱、狭窄的脉冲构成了一种独立于正常脉冲的新辐射状态，而且这种脉冲通常表现出罕见的反向频谱，即它们在更高的射电频率上有更强的发射，而这种情况很少能在如此显著的时间尺度上从天文来源中探测到。"除了FAST，其他射电望远镜很难测量到这种矮脉冲的特性，"韩教授说，"对这种新的矮脉冲群的测量显示，即使在辐射几乎停止的情况下，脉冲星辐射的磁场结构也保持不变。""事实上，从其他几颗脉冲星中也探测到了数量较少的矮脉冲，"该研究的共同第一作者严毅说。"对这样的矮脉冲群进行详细研究，可以揭开一些未知脉冲星辐射处理的奥秘，并揭示脉冲星磁层中的极端等离子体状态。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377795.htm

发现蜘蛛脉冲星的缺失环节 天文学家验证了长期存在的理论

发现蜘蛛脉冲星的缺失环节天文学家验证了长期存在的理论M71E（图中右侧的脉冲星双星）、FAST（图中底部）和球状星团M71（背景）的照片。图片来源：ScienceApe/CAS/NAOC这些发现最近发表在《自然》杂志上。第一颗脉冲星发现于1967年。到目前为止，已经发现了大约3000个这样的迷人天体，它们像天空中的陀螺一样有规律地快速旋转。有些脉冲星位于双星系统中，与伴星一起运行。如果两颗恒星靠得很近，脉冲星就会吞食伴星的物质来保持旋转。开始时，伴星很重。但当脉冲星"吃掉"伴星后，两颗恒星就会靠得更近，并以越来越快的速度绕着对方旋转。相反，随着伴星质量减小，重量变轻，脉冲星就无法继续"掠夺"，从而将伴星推开。因此，脉冲星的轨道速度减慢了。这种行为让人联想到雌性蜘蛛吃掉雄性蜘蛛，因此天文学家将这两个阶段的天体分别以红背蜘蛛和黑寡妇蜘蛛命名。它们被统称为蜘蛛脉冲星。从红背蜘蛛到黑寡妇蜘蛛的演化需要很长的时间，最长可达数亿年。在此之前，只有处于红背蜘蛛和黑寡妇状态的双脉冲星系统被探测到，中间状态尚未发现。原因在于，该理论预测的中间状态脉冲星的轨道周期会非常短，而且两颗恒星之间的距离非常近，从而给观测带来了挑战。因此，蜘蛛脉冲星系统从红背星到黑寡妇星的演化理论并没有得到充分证明。然而现在，世界上最大、最灵敏的射电望远镜FAST证实了这种演化路径的可能性。研究小组利用FAST的长期观测发现了一个蜘蛛脉冲星系统，它的轨道持续时间是迄今发现的最短的，只有53分钟。根据观测过程中的各种迹象，研究人员确定该系统处于从红背到黑寡妇演化路径上的中间状态，从而填补了蜘蛛脉冲星演化理论中缺失的一环。"双星的轨道几乎是面对面的，这样的系统极为罕见。FAST利用其极高的探测能力，在浩瀚的星海中发现了它。这填补了蜘蛛脉冲星系统演化过程中的空白，体现了[FAST]前所未有的灵敏度。"《自然》杂志的审稿人认为这是一个"非常有趣的脉冲星双星系统"。这一发现将脉冲星双星系统最短轨道周期的记录缩短了约30%，表明蜘蛛脉冲星演化过程中出现了一个未知的新过程"。这项工作是与贵州大学、云南天文台、上海天文台、国家授时中心、北京大学、中国科学院大学、德国马克斯-普朗克研究所和拉斯维加斯内华达大学合作完成的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380327.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380327.htm

天文学家观察到光线在白矮星周围发生弯曲

天文学家观察到光线在白矮星周围发生弯曲当然，它实际上并没有在天空中改变位置，只是看起来是这样的，在天文学家的观察下，根据光线围绕白矮星的弯曲情况。这是天文学家第一次注意到像LAWD37这样的单一、孤立的恒星周围的这种特殊效应。正在测量的白矮星图片来源：美国国家航空航天局，欧空局，彼得-麦格纳特。NASA,ESA,PeterMcGill(UCSantaCruz,IoA),KailashSahu(STSCI);图像处理。JosephDePasquale(STSCI)像LAWD37这样的恒星可以让我们对恒星的演变过程有了宝贵的了解。这颗特殊的恒星是类似于我们太阳的恒星死亡的结果。当这些恒星死亡并变成白矮星时，它们的外部物质被驱逐出去，只留下空间中一个热的、密集的核心。在这一点上，恒星周围的物质开始以不同的方式行动，为天文学家带来了更多的问题以等待回答。由于这颗白矮星在天文学上看离我们有点近，我们有大量关于它的数据。但是我们从来没有测量过它的质量。至少到现在为止没有。随着天文学家能够更多地了解这颗白矮星，我们很可能看到新的大门打开，以帮助科学家更深入地挖掘在我们整个宇宙中发现的其他孤立的恒星，这在天文学家发现这种新方法之前是不可能的。以前发现的大质量白矮星也帮助天文学家回答了关于恒星进化的重要问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343175.htm

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密尽管这些恒星残骸非常普遍，但其化学构成多年来一直是天文学家的一个难题。在这些紧凑的天体中，许多天体的表面都存在重金属元素，如硅、镁和钙，这一令人费解的发现打破了我们对恒星行为的预期。"我们知道，如果这些重金属存在于白矮星的表面，那么白矮星的密度足够大，这些重金属应该会很快沉向核心，"JILA研究生秋叶达也解释说。"所以，你不应该在白矮星表面看到任何金属，除非白矮星正在主动吃掉什么东西。"虽然白矮星可以吞噬附近的各种天体，如彗星或小行星（被称为planetesimals），但这一过程的复杂性仍有待充分探索。不过，这种行为可能是揭开白矮星金属成分之谜的关键，有可能带来有关白矮星动力学的激动人心的启示。围绕白矮星运行的小行星轨道最初，每颗行星都有一个圆形的顺行轨道。踢脚形成一个偏心碎片盘，其中有顺行轨道（蓝色）和逆行轨道（橙色）。资料来源：StevenBurrows/MadiganGroup/JILA在《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）上发表的一篇新论文中，秋叶与JILA研究员、科罗拉多大学博尔德分校天体物理与行星科学教授安-玛丽-马迪根（Ann-MarieMadigan）和本科生塞拉-麦金太尔（SelahMcIntyre）一起，认为他们找到了这些恒星僵尸吞噬附近行星的原因。研究人员利用计算机模拟了白矮星在形成过程中因非对称质量损失而受到的"产婆踢"（已被观测到），从而改变了白矮星的运动和周围物质的动态。在80%的测试运行中，研究人员观察到，从踢脚开始，白矮星30至240AU范围内（相当于太阳与海王星的距离及以上）的彗星和小行星的轨道变得拉长和排列整齐。此外，在随后被吃掉的行星小行星中，约有40%来自逆向旋转（逆行）轨道。研究人员还扩大了模拟范围，研究了白矮星在一亿年后的动态变化。他们发现，白矮星附近的类星体仍然具有拉长的轨道，并作为一个连贯的单元运动，这是以前从未见过的结果。"这是我认为我们理论的独特之处：我们可以解释为什么吸积事件如此持久，"马迪根说。"虽然其他机制可以解释最初的吸积事件，但我们用踢脚模拟的结果表明，为什么数亿年后吸积事件仍然会发生。"这些结果解释了为什么重金属会出现在白矮星的表面，因为白矮星会不断吞噬其路径上的较小天体。马迪根在JILA的研究小组主要研究引力动力学，因此研究白矮星周围的引力似乎是一个自然而然的研究重点。"模拟可以帮助我们了解不同天体的动态，"秋叶说。"因此，在这个模拟中，我们把一堆小行星和彗星扔到大得多的白矮星周围，看看模拟是如何演变的，以及白矮星吃掉了哪些小行星和彗星。"研究人员希望在未来的项目中将他们的模拟扩展到更大的规模，研究白矮星如何与更大的行星相互作用。正如秋叶所阐述的："其他研究表明，小行星和彗星这些小天体可能不是白矮星表面金属污染的唯一来源。因此，白矮星可能会吃掉更大的东西，比如行星。"这些新发现进一步揭示了有关白矮星形成的更多信息，这对于了解太阳系如何在数百万年中发生变化非常重要。它们还有助于揭示太阳系的起源和未来演化，揭示更多有关化学的知识。马迪根说："宇宙中绝大多数行星最终都会围绕白矮星运行。这些系统中可能有50%会被恒星吞噬，包括我们自己的太阳系。现在，我们有了一种机制来解释为什么会发生这种情况。行星碎片可以让我们深入了解太阳系以外的其他太阳系和行星构成。白矮星不仅仅是一个了解过去的透镜。它们也是洞察未来的透镜。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429877.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429877.htm