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宇宙灯塔以不同的八度音阶歌唱

这幅艺术家的插图描绘了从恒星流出的气体可以使脉冲星每秒旋转数百转,并使其恢复灯塔般的辐射束。

三台国际望远镜的新观测捕捉到了被称为脉冲星的神秘无线电发射恒星,它们通过不同的八度音阶发出信号,揭示了这些快速旋转的恒星如何产生宇宙灯塔发射的更多线索。

利用新的欧洲LOFAR望远镜、德国的Effelsberg望远镜和英国的Lovell望远镜的观测结果,天文学家能够同时观测到六颗不同的脉冲星,每颗脉冲星的范围接近八个八度。

曼彻斯特大学的研究小组成员Ben Stappers说:“这些观测不仅为我们理解脉冲星的发射提供了一个极好的机会,而且也是我们和脉冲星之间星际气体的一个有力问题。”

脉冲星是一颗快速旋转的中子星,穿过发射电磁辐射束约12英里(20公里)。它们是当质量恒星在超新星爆炸中死亡并坍塌成仅由中子组成的压缩物体时产生的。

由于大约相当于太阳质量的物质被压缩到一个城市大小的微小空间中,角动量使中子星快速旋转。在这个过程中,脉冲星发出一束光,这种光在周围扫过,被称为灯塔效应。

如果脉冲星与地球对齐,它的光束每旋转一次就会穿过地球一次,根据脉冲星的质量,以几毫秒到几秒的规则间隔产生可见光脉冲。

尽管科学家们在过去40年里一直在研究脉冲星,但产生这些强烈光束的确切机制仍然是个谜。参与这项新研究的研究人员希望这种情况很快就会改变。

该团队包括马克斯·普朗克射电天文研究所(MPIfR)的科学家,他们监测了六颗不同波长的脉冲星。研究人员假设,在不同波长下看到的发射来自高磁化脉冲星表面上方的不同高度。

MPIfR的研究小组成员Kosmas Lazaridisfrom说,通过检查不同波长的脉冲星发射,天文学家能够从不同的高度监测脉冲星磁层(或磁层)。

拉扎里迪斯告诉太空网:“我们可以看到粒子在不同高度沿着磁力线的行为。”“我们观察到,在更高的地方,磁力线打开,脉冲传播开来。”

这使得天文学家提出,不同无线电波长的脉冲星发射可能是在恒星磁极上方不同高度产生的。当粒子离脉冲星表面越来越远时,加速粒子传播的磁力线就会越来越远。

对这一想法的实验支持来自观测数据,这些数据发现一些脉冲星的脉冲以更长的波长延伸。脉冲星发射的形状被认为是波长的函数,并绘制了脉冲星磁极上方磁力线的分布图。

一旦LOFAR望远镜在明年完全完成,对脉冲星的进一步研究将变得更加容易。Lazaridis说,这种灵敏度更高的射电望远镜将能够进行更多的脉冲星实验,同时也可以定位以前未被发现的脉冲星进行研究。

他说:“这架望远镜代表了一个新时代,未来还会有更多的此类观测。”


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