□作者: 马克·阿尔珀特
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我们的银河系中大量散落着死亡恒星的遗骸。在生命的最后时刻,绝大多数恒星会抛掉它们的外部包层,收缩成密度很高、个头却只有地球大小的白矮星 (white dwarf)。但是大质量恒星会以超新星爆发的方式,给自己的一生画上句号,留下一颗更为致密的中子星。中子星的直径只有20~40千米,质量却可以超过太阳。(质量更大的恒星最终会演化成黑洞。)从20世纪60年代开始,天文学家们就观测到了大量的中子星,包括高速旋转的射电脉冲星和吸积伴星物质的X射线双星。2007年8月,科学家宣布新发现了一颗中子星,这可能是迄今发现的最年老的中子星,它在小熊座(UrsaMinor)中孤零零地辐射出X射线,似乎与以前观测到的中子星都不太一样。长期以来,科学家对中子星都兴趣十足,因为它们可以帮助科学家研究极端条件下的物理规律。它们的强大引力可以把电子压入质子,从而形成中子;在中子星核心,引力甚至能够把中子压碎成夸克(quark)。为了更好地了解中子星的形成与演化,一些研究人员专注于研究孤立中子星——这种中子星,已经脱离了导致它们诞生的超新星爆发所产生的遗迹。过去10年来,天文学家利用德国的ROSAT空间望远镜,通过检测X射线辐射,已经发现了7颗这样的中子星,但没有一颗能够像脉冲星一样发出射电辐射。这7颗中子星以20世纪60年代的经典电影《七侠荡寇志》(The Magnificent Seven)中7位主角的名字来分别命名,它们距离太阳都比较近(大都不超过2,000光年),年龄也不算大(不超过100万年)。
美国麦吉尔大学的罗伯特·拉特利奇(Robert Rutledge)、宾夕法尼亚州立大学的德里克-福克斯(DerekFox)及安德鲁·舍夫丘克(AndrewShevchuk),在使用ROSAT数据寻找其他孤立中子星的过程中,在一片没有普通恒星的天区中发现了一个x射线源。空间和地面望远镜所作的进一步观测显示,这个天体的光谱与“七侠”十分相似。但是,新发现的天体又和其他孤立中子星有着较大的差异,因此研究人员最终用电影中的反派角色卡尔韦拉(Calvera)为它命名。卡尔韦拉的银纬坐标高得出奇:从地球上看过去,这颗中子星位于银盘上方30度左右。(银经和银纬是以银河系为参考系的空间坐标,银河系内大多数恒星位于一个盘面之中,中子星也大都位于这一银盘面上,银纬一般为0度左右。)如果卡尔韦拉的物理特性与其他孤立中子星一样,它到地球的距离就是25,000光年,到银盘的距离为 15,000光年。
这样的距离使得卡尔韦拉恰好位于银晕(Galactic halo)之中。银晕是包裹银河系的一个弥散球状区域。中子星不可能在银晕中形成,因此研究小组怀疑,卡尔韦拉可能是在诞生时,受到强烈的冲力而被抛出银盘的。但是,如果真像模型预言的那样,卡尔韦拉形成时间不到100万年,那么它飞离银河系的速度就会超过5,000千米/秒,比其他所有中子星的速度都要快。
这些问题使得科学家重新考虑了卡尔韦拉的归类。他们推测,卡尔韦拉也许是一颗毫秒脉冲星。这种中子星通过吸积伴星物质使自转加速,自转周期可以达到毫秒量级。对于卡尔韦拉而言,它的伴星也许在很久以前就被它彻底吞噬了。如果这个假设正确,卡尔韦拉到地球的距离就会近得多,介于250到 1,000光年之间,一跃成为距离最近的中子星。但是,当研究人员把射电望远镜对准它的时候,他们并没有探测到卡尔韦拉发出的任何超高速脉冲辐射。福克斯说:“这无疑使卡尔韦拉变得更加神秘。”这些研究人员正计划用更多的观测来辨明它的性质。同时,他们正着手研究其他10个孤立的X射线源,也许它们也会让科学家困惑不解。
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文章作者:马克·阿尔珀特
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