脉冲星是恒星吗 磁星是一种特殊的脉冲星 恒星如何变磁星

2019-10-09 - 脉冲星

磁星是一种特殊的脉冲星,脉冲星是快速旋转的中子星,中子星则是大质量恒星爆炸后形成的超新星:爆炸时恒星的外层被抛射入太空,而其核心塌缩成脉冲星。磁星是罕见的,也是非凡的,在目前已知的数以千计的脉冲星中,只有20余颗磁星。

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英国米尔顿凯恩斯市开放大学的天文学家西蒙·克拉克和他的同事观察到一个被命名为"维斯特卢1"的年轻星团,并在其中发现了一颗磁星。该星团只有500万岁,位于天坛座中,距离地球16 000光年。

这个星团的发现过程非常有趣。他们先是发现了一颗奇特的蓝超巨星"维斯特卢1-5",它比太阳更炽热、更明亮。该巨星和一颗巨大的恒星组成了双星系统,而这颗恒星后来变成了磁星。"维斯特卢1-5"表面的气体被这颗巨大的恒星吸引,大量流向恒星,加速了该恒星的自转。这个过程就像落下的水使得水轮转动一样。克拉克认为,这种自转增强了这颗伴星的磁场,使得它爆发时变成了磁星,而不是普通的脉冲星。

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如果没有"维斯特卢1-5",这颗恒星很可能最终塌缩成为黑洞。但在它爆炸前的膨胀阶段,"维斯特卢1-5"夺回了足够的气体,使其"成功瘦身",最终没有变成黑洞。表面气体的流失和恒星自身的膨胀降低了它的自转速度,就像旋转的花样滑冰选手伸开手臂时速度会变慢一样。

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克拉克说,有两个事实可以支持这一结论:①这颗蓝超巨星正快速地远离它所在的星团,这表明最近有另外一颗恒星发生爆炸将其推了出去;②这颗蓝超巨星含有异常丰富的碳、氮和氧。

在其一生的大部分时间里,蓝色恒星都是通过碳、氮、氧的循环来产生能量的,在这一循环过程中,碳和氧逐渐转变成氮。蓝超巨星"维斯特卢1-5"中含有大量的氮和极少的氧,同时含有大量的碳,这很不合常理。克拉克的团队认为,"维斯特卢1-5"是在那颗恒星变成磁星之前不久获得这些碳的。在那颗恒星生命的后期,大量的氦聚变成碳,并将部分碳喷射到"维斯特卢1-5"的表面,随后爆发成为磁星,和"维斯特卢1-5"分道扬镳。

虽然澳大利亚悉尼大学的天文学家布赖恩·冈斯勒没有参与这项研究,但他认为这个结论是合理的,因为巨型恒星通常都有伴星,而这颗磁星却和"维斯特卢1-5"独立存在。一颗脉冲星只在其生命的前10 000年才是磁星,"维斯特卢1-5"上的碳应该也只能存在10 000年左右,之后便会沉入恒星表面之下,从人们的视野中消失。

如果这项新发现能够被证实,磁星的形成之谜也许就迎刃而解了。

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