科学家发现银河系“高速陀螺” 每秒自转716次

Daphane

來源:大紀元



NASA在1999年公布的蟹状星云图，该星云中心是一颗快速旋转的中子星或脉冲星，每秒发射30次辐射脉冲。(NASA/AFP)

【大纪元2024年11月14日讯】（大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导）近期，天文学家发现宇宙正在剧烈变化，不断有新的天体和奇景出现。丹麦天文学家发现了一颗离地球26,000光年的中子星，以每秒700多次的惊人速度进行自转，这是迄今为止观察到旋转速度最快的天体之一。

丹麦科技大学（Technical University of Denmark, DTU）的研究人员藉由美国太空总署（NASA）安装在国际太空站（ISS）的中子星内部成分探测器（NICER）X射线望远镜，观测到银河系中心的人马座X射线双星系统“4U 1820-30”中，体积很小、质量极大且自转极快的中子星。

这颗如同宇宙中“高速陀螺”的中子星，直径仅有12公里，质量却是太阳的1.4倍左右。它于2017年至2021年期间，被天文学家观测到在“4U 1820-30”系统中出现了15次的热核X射线爆发。天文学家发现，其中的一个爆发显示出一种称为“热核爆发振荡”的特征，其发生频率为716赫兹（Hz）。

该双星系统位于富含金属的球状星团“NGC 6624”中，距离地球大约26,000光年。科学家解释，“4U 1820-30”系统中的中子星自身强大的引力，会吸收和累积周围和伴星上的物质，当它表面累积了足够的物质时，就会发生剧烈的热核爆发，过程类似原子弹爆炸的样子。

这些热核爆发振荡频率与中子星本身的旋转频率相匹配，这意味着来自“4U 1820-30”的中子星自转速度是每秒716次（每分钟42,960次），这也是人类目前观察到旋转速度最快的物体之一。目前观测到其它旋转速度普通的中子星，大约是每秒几次到几十次之内。

另外，与“4U 1820-30”的中子星自转速度相近的中子星是“PSR J1748–2446”，它的自转速度也是每秒716次（频率716 Hz）。目前发现第二快的是“PSR J0952-0607”，它在银河场中的频率为707 Hz。

“4U 1820-30”的X射线双星系统除了中子星，还有一颗伴星。这颗伴星是一颗与地球大小相同的白矮星（由电子简并物质构成的恒星核残骸），其质量与太阳相当。据了解它每11.4分钟绕这颗高速自转的中子星一次，使其成为已知轨道周期最短的双星系统。

这个双星系统是指两颗恒星受引力束缚而组成的系统。它们围绕着一个质心运行，但两颗恒星不一定具有相同的质量、大小或亮度。因此在系统中较大的恒星被称为主星，而较小的恒星被称为次星或伴星。

天文学家解释，中子星又称为“死星”，原本是一颗大质量恒星因其耗尽燃料（氢或氦元素）无法再进行核融合反应，且核心逐渐累绩重元素（铁等金属元素），最终因无法负荷核心的重量，使核心开始迅速坍缩，加速恒星的自转速度。另外，它在塌缩过程产生的冲击波，会传到垂死恒星的外层引发爆炸和强烈风暴，形成“超新星”爆炸。

目前天文学家已经发现了几千个这种超新星爆炸后的大质量恒星，是宇宙中可观测到的最致密的物体之一。

国际研究中心的成员、丹麦技术大学空间高级科学家加拉瓦‧贾萨瓦尔（Gaurava K. Jaisawal）博士对丹麦大学的新闻室说道，“当我们研究这个系统的热核爆炸时，发现了显著的震荡。这表明中子星以每秒716次的惊人速度绕其中心轴旋转。”

“如果未来的观测证实了这一点，那么4U 1820-30双星系统的中子星，将成为宇宙中迄今为止观测到的旋转速度最快的物体之一。目前只有另一颗名为PSR J1748-2446的中子星可以与之媲美。”他说。

该校太空科学家杰罗姆‧切内韦斯（Jerome Chenevez）副教授则解释道，“中子星在爆发期间，其释放出巨大的能量所产生的亮度是太阳的10万倍。因此，透过详细研究它们，让我们对双星系统现有的生命周期和宇宙中元素的形成，有了新的见解。”

研究成果于10月25日发表在《天文物理学》期刊上。