近距离脉冲星直径 11.4 公里

导读 当大质量恒星爆发为超新星时,它们通常会留下一颗脉冲星。这些快速旋转的恒星残骸自 1967 年被发现以来就一直让科学家着迷。附近的一颗脉
2024-07-14 14:34:35

当大质量恒星爆发为超新星时,它们通常会留下一颗脉冲星。这些快速旋转的恒星残骸自 1967 年被发现以来就一直让科学家着迷。附近的一颗脉冲星每秒旋转 174 次,现在,它的大小已经得到精确测量。国际空间站上的一台仪器被用来测量这颗恒星的 X 射线脉冲。然后一台超级计算机被用来分析它的属性,发现它的质量是太阳的 1.4 倍,直径只有 11.4 公里!

大质量恒星的死亡会形成许多物体之一,但其中两个物体密切相关,即中子星和脉冲星。两者都是在标志着恒星死亡的核心坍缩和超新星爆炸期间形成的。原子的所有成分被挤压在一起,消除了中子之间的所有空间,形成一个巨大的中子。脉冲星是旋转的中子星,具有强磁场,从其磁极发射电磁辐射束。当这些光束与我们的视线对齐时,从地球上可以看到它们,产生脉动效应,因此有“脉冲星”一词。

PSR J0437-4725 是距离我们最近的脉冲星之一,位于绘架座,距离我们 510 光年。它每秒旋转 174 次,这意味着它每 5.75 毫秒旋转一次。也许比它的旋转速度更让人吃惊的是它的大小。想象一下,1.4 倍于太阳的质量被挤压成一个直径只有 11.4 公里的球体——相比之下,太阳的直径为 139 万公里!

脉冲星如此微小的惊人尺寸是阿姆斯特丹大学天文学家团队精确测量的结果。科学家们利用国际空间站 NICER X 射线望远镜的数据,结合一种称为脉冲轮廓建模的方法。数据被输入荷兰国家超级计算机 Snellius,并创建了复杂的统计模型。借助 Daniel Reardon(澳大利亚斯威本科技大学)及其帕克斯脉冲星计时阵列同事的质量测量,他们得以计算出恒星的半径。该团队不仅能够确定精确的尺寸,还能够绘制磁极的温度分布图。

首席研究员 Devarshi Choudhury 对结果非常满意,“之前,我们希望能够准确计算半径。如果我们能够证明恒星表面的热磁极并非直接相对,那就太好了。我们成功地做到了这两点!”

该团队的论文报告了一种被称为“软状态方程”的东西。这意味着密度变化时压力的增加较小。这意味着中子星的最大质量可能低于先前理论的预测。这一观察结果与中子星的引力波观测结果相吻合。

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