「變身怪醫」波霎解謎 X射線和無線電波來回變換

 

▲「變身怪醫」波霎解開波霎演化謎團!(引用自臺北天文館之網路天文館網站)

國際中心/綜合報導

天文學家首度發現一顆處在關鍵演化階段的毫秒波霎(millisecond pulsars),發出的輻射在X射線和無線電波來回變換,有如「變身怪醫」!

波霎是快速自轉、擁有強烈磁場的中子星,是大質量恆星在燃料用盡後,歷經超新星爆炸所留下的死亡核心。當它們自轉時,會以每秒數百次的頻率發出電磁輻射的脈衝波,就像燈塔發出的光束一般,因此這些中子星自轉的周期短到只有幾毫秒。

►地球上的金子,可能全來自中子星互撞的結果。(文/引用自臺北天文館之網路天文館網站)

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依據波霎發出的輻射來分類,電波波霎由磁場旋轉所驅動,而X射線波霎的能量則源自由伴星吸積來的物質。理論認為,擁有低質量伴星的中子星起初自轉速度較慢,但隨著伴星物質被吸積到周圍的吸積盤,中子星轉速也逐漸加快。

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當吸積物質掉落到中子星時,便會加熱發出X射線,經過十億年後,吸積的速率下降,於是X射線波霎又變回發出無線電波的毫秒波霎。

天文學家們認為,波霎在X射線和無線電波這兩種狀態數度來回變換時,應該有個過渡階段存在,但直至現在仍未觀察到直接且確切的證據。

►脈衝星(波霎)J1838 – 0537。(圖/中研院天文網)

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最近天文學家利用歐洲太空總署(ESA)的Integral 和XMM-Newton太空望遠鏡,以及美國太空總署(NASA)的Swift和Chandra衛星和地面電波望遠鏡的後續觀測,終於發現了一顆正在這兩種演化階段中轉換的波霎!

來自西班牙巴塞隆納太空科學研究所的天文學家巴比多(Alessandro Papitto),領導這篇發表在「自然」(Nature)期刊的研究,他說,「追尋終於告終,我們發現了一顆毫秒波霎在數周的時間內,由吸積驅動的X射線波霎,轉變為磁場旋轉所驅動的電波波霎。我們終於找到波霎演化中失落的連結了!」

這個波霎名為IGR J18245-2452,是由Integral望遠鏡在2013年3月28日首度在X射線波段,於人馬座的球狀星團M28中所發現。XMM-Newton太空望遠鏡的觀測決定此波霎的自轉周期為3.9毫秒,也就是每秒自轉250次,說明這的確是顆發出X射線的毫秒波霎。

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但當天文學家比較其他M28球狀星團中已知波霎的自轉速率和其他特徵時,卻發現這顆波霎的特徵竟和2006所發現的電波波霎相符。(文/引用自臺北天文館之網路天文館網站)