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首次观测到脉冲星吸积伴星风的壮丽景象

2026-10-06 5192

科学家们首次直接观测到脉冲星的“进食”行为,这并非虚构,而是真实的物理现象:一颗中子星正在吸取来自其巨大伴星发出的星风物质。此次发现位于南十字座方向,距离地球约13,000光年,时间所指向的是一个名为BP Crucis的高质量X射线双星系统。使用X射线成像与光谱任务(XRISM)的数据,相关研究成果已发表在《科学进展》期刊上。

在该系统中,存在两个极端的天体:一是Wray 977,这是一颗约40倍太阳质量的蓝色超巨星,强大的重力导致其周围的电离气体不断向外流动,仿佛是一锅永远在沸腾的水。另一种则是体积极小的中子星GX 301-2,它是一颗脉冲星,每11分钟就会将自己的X射线束发射至地球,像是宇宙中的一座极速转动的灯塔。

这两个天体之间的相互作用形成了“星风吸积”过程,此次观测记录下了巨星释放的物质是如何被其相对密集的中子星所捕获。这项研究团队于2025年2月1日使用XRISM进行观测,选择了该系统在一次强烈爆发接近结束时的时机,采用Resolve光谱仪记录了长达16小时的X射线光谱数据。

通过这些数据,科学家们可以分析迅速变化的吸收线,尤其是高度电离的铁元素,首次捕捉到了脉冲星附近等离子体的流动情况。研究人员Nazma Islam表示,观测的开创性在于分析的细致程度,能够真实映射出中子星周围等离子体的动态。

特别的观测结果里,一个吸收线的细节显示出气体正远离观察者,并对其速度进行了测量,约为540,000公里/小时。这一发现证实了星风确实流向脉冲星,并推翻了研究人员长期以来的假设。

根据理论,当脉冲星进入电离气体流时,会形成一个旋转的混沌环状盘,与超大质量黑洞周围的吸积盘类似,这些气体会被加热并释放出强烈的X射线。然而,随着脉冲星的运动,这个盘又会瓦解。研究恰恰记录了这一过程的各个阶段。

NASA戈达德的项目科学家Brian Williams指出,BP Crucis系统为研究星风供能于脉冲星的吸积提供了理想的实验环境,XRISM的高灵敏度和高分辨率使此类研究能够得以深入。因此,该系统的重要性在于将原本理论推导的过程转化为可以直接观测的现象,让天文学家得以更好地理解宇宙中的极端现象。这项研究由多家机构的研究人员共同完成,揭示了人类首次真实“看到”这一宇宙奇观。

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