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根據一項研究,科學家已經發現可能是有史以來最大的中子星。中子星是夜空中最奇怪的星體。他們極度的被擠壓:直徑僅僅只有幾英里品質卻比太陽還大。測量資料已經顯示有一顆名為MSPJ0740+6620的中子星是第一顆品質至少明確太陽品質兩倍的中子星,這可能是這類星體可以達到的最大品質。

藝術家關於中子星的脈衝被白矮星彎曲的概念圖

“發現越來越多高品質的中子星是一件刺激的事情因為它可以幫助我們維持中子星物態方程…,這描述了他們內部的物質如何作用,”這個研究的第一位作者和維吉尼亞大學的博士候選者撒克福克羅瑪蒂這樣告訴吉斯摩多。

計算中子星的品質對於開始理解這種奇怪的星體如何存在是很重要的。儘管宇航員大多認為中子星的品質在1.4個太陽品質左右,但是這一測量揭露了非常品質大的中子星例子。

一個國際的科學家聯盟叫做北美納赫茲引力波天文站在過去的12年內用綠岸和阿雷西博望遠鏡觀察了許多中子星。這個努力是為了尋找低頻引力波的一部分,他們在時空中的波紋正如這個鐳射干涉引力波天文站發現的那樣但是波峰之間有更長的時間。特別是,他們對一種脈衝的中子星感興趣,這種中子星準確來說是脈衝星。MSP J0740+6620就是這些脈衝星中的一個。

加拿大哥倫比亞加拿大的氫強度測繪實驗(CHIME)的射電望遠鏡

研究者用綠岸望遠鏡對MSP J0740+6620精心的觀察,用一種叫做相對論夏皮羅時間延遲的方法來確定它的品質。這種脈衝星和另外一個擠壓的叫做白矮星的星體形成了雙星。這兩個星體互相圍繞著運動,並且從我們在地球上的角度觀察,他們從彼此前面經過。當白矮星從脈衝星的前面經過時,它似乎造成了脈衝的輕微延遲,因為由於白矮星的重力輕微扭曲了空間的形狀導致光線必須傳播稍微更長的路徑。研究者用這樣的方法去確定白矮星的品質並且反過來確定脈衝星的品質,根據發表在《自然天文學》上的論文,脈衝星的品質發現大約是太陽品質的2.14倍,並且肯定是多於太陽品質的兩倍。

鐳射干涉引力(LIGO)波斯坦福天文站

發現這種系統對於研究來說是很稀少的,因為從我們在地球上的角度它們必須傾斜在剛好正確的角度上。克羅瑪蒂說,但是當科學家觀察到它們時,它們是最可靠的用來確定中子星品質的工具。她提到其他技術可能可以測量更大品質的中子星,但是其他的技術測量出結果沒有那麼準確。西維吉尼亞格林銀行天文臺的美國國家科學基金會專案主管哈什 · 古普塔解釋,脈衝星的品質是這類星體品質的上限,任何更多一點的品質,它就會坍縮成黑洞。古普塔同時對於北美納赫茲引力波天文站如何補充鐳射干涉引力波天文站和處女座引力波天文臺的發現很激動。“就天文和緻密物體的物理學來說這是非常重要的努力。”

圖片:鐳射干涉引力波天文站(LIGO)探測到的來自雙中子星合併的引力波事件GW170817

克羅瑪蒂告訴吉斯摩多她期待著看到在這種星體上更多的資料,例如加拿大的氫強度測繪實驗的射電望遠鏡更多的觀測和從中子星內部構成探測器x光望遠鏡中對於這類星體半徑的測量資料。這些觀測可以幫助物理學家進一步提升我們對於這些奇特星體的知識。

克羅瑪蒂說:“我覺得超級幸運能夠參與到這麼刺激的成果。”

中子星內部構成探測器(NICER)發射,SpaceX Falcon 9火箭

中子星是一個巨大恆星的塌縮核心,它在塌縮之前總品質在10到29個太陽品質之間。中子星是最小,密度最大的星,除了黑洞,假設的白洞,夸克星和奇異星以外。中子星有著大約10公里(6.2英里)的半徑和大約1.4太陽品質的品質。它們是由一顆大品質恆星的超新星爆發與引力坍縮相結合產生的,這使得核心的壓縮超過了白矮星的密度達到原子核的密度。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. gizmodo- Ryan F. Mandelbaum

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