# #优质好文激励计划# # 新发现之"宇宙独角兽"，一颗违背物理学的旋转死亡恒星："我们面临着一个真正的谜团"

"值得注意的是，脉冲对的时间似乎遵循着某种精心编排的模式。"

这是一张关于LPT CHIME J1634+44的示意图，它是迄今观测到的最明亮的长周期射电暂现源。

（图片来源：美国国家科学基金会/大学天文研究协会/美国国家科学基金会国家射电天文台/P.Vosteen)

利用世界上最先进的射电望远镜，天文学家发现了一颗如此罕见、奇特且独一无二的旋转死亡恒星，他们将其称为"宇宙独角兽"。这个名为 CHIME J1634+44 的天体的独特性质，挑战了我们目前对旋转死亡恒星及其环境的理解。

但是，尽管所有的 LPT 都很奇怪，CHIME J1634+44 仍然脱颖而出。它不仅是迄今为止观测到的最亮的 LPT，而且也是偏振度最高的。此外，它的辐射脉冲似乎经过了高度编排。而 CHIME J1634+44 真正引人注目的是，它是天文学家见过的唯一一个自转正在加速的 LPT。

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"你甚至可以将 CHIME J1634+44 称为 LPT 中的'独角兽'。其爆发似乎每14分钟或841秒重复一次——但存在一个明显的4206秒（即70分钟）的次级周期，这正好是前一个周期的五倍，"团队负责人、绿岸天文台的扬斯基研究员冯秋亚当·董在一份声明中表示。"我们认为这两个周期都是真实的，这很可能是一个有绕行天体的中子星系统。"

该团队使用包括绿岸望远镜、甚大阵列（VLA）、加拿大氢强度测绘实验（CHIME）快速射电暴和脉冲星项目、NASA运营的太空观测站以及格雷尔斯雨燕天文台（Swift）在内的地基仪器，发现了 CHIME J1634+44 的异常特征。事实上，荷兰射电天文研究所 ASTRON 的另一组天文学家使用低频阵列（LOFAR）射电望远镜也同时发现了该天体。

虽然由董领导的团队认为 CHIME J1634+44 核心的恒星残骸是一颗中子星，但由天文学家桑内·布洛特领导的 ASTRON 团队则称其为 J1634+44，并认为它是一颗白矮星。不过，两个团队都一致认为这个 LPT （长周期射电源天体）有多么奇特。

这只独角兽正通过"捕食"一颗恒星来加速

白矮星和中子星都是死亡恒星，在不同质量的恒星耗尽核心核聚变所需的燃料供应时形成。一旦燃料耗尽，恒星就无法再抵抗自身巨大的引力维持其结构。

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中子星是大质量恒星（质量至少为太阳的八倍）生命终结并坍缩时形成的恒星残骸。质量更接近太阳的较小恒星则会留下一种略微不那么极端的恒星残骸，称为"白矮星"。

尽管这些濒死大质量恒星的大部分质量会在超新星爆发中抛射出去，但恒星核心仍能保持一到两个太阳的质量。这些物质被压缩到大约12英里（20公里）的宽度，形成了密度极高的物质，以至于如果挖一茶匙中子星"物质"带到地球，它将重达1000万吨（相当于将85,000头蓝鲸堆在一茶匙上）。

这种坍缩还有另一个极端后果。濒死恒星保持了其角动量，这意味着当其半径在坍缩过程中迅速减小时，其自转会大大加快。尽管白矮星的坍缩不那么极端，但由于角动量守恒，同样会导致自转速度增加。

一个地球上的例子是滑冰者收紧手臂以增加旋转速度。

这意味着一些年轻的中子星每秒可以旋转高达700次。然而，随着中子星和白矮星年龄增长，它们会因能量损失而减慢转速。这就是为什么无论 CHIME J1634+44 是什么，它的自转正在加速这一事实都非常奇怪。

一颗被物质环绕的中子星正在猛烈释放辐射

（图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/Chris Smith (USRA)）

确实存在一种方式，可以让中子星或白矮星在诞生后增加其自转速度或"自旋加快"。这取决于它们是否有一个近距离的伴星。

因此，这项新研究的团队怀疑 CHIME J1634+44 实际上可能由两个以紧密双星形式相互绕行的天体组成。ASTRON 团队提出，这个伴星要么是另一个恒星残骸（如白矮星或中子星），要么是一颗"失败恒星"褐矮星——这种天体的形成方式与恒星类似，但未能聚集足够的质量来触发定义恒星身份的核聚变。

当这些天体相互环绕时，会发射出称为引力波的空间涟漪。这会带走角动量，并导致两个恒星天体彼此靠近。这将导致双星系统的轨道周期看起来像是在缩短。天文学家以前在白矮双星中观测到过这种轨道收紧现象。

然而，CHIME J1634+44 还有更奇怪的地方。

它的射电爆发是100%圆偏振的。这意味着从 J1634+44 逃逸的电磁波在传播时呈圆形旋转（像开瓶器一样）。

显示线偏振和圆偏振区别的图表

（图片来源：Robert Lea (使用 Canva 制作)）

因此，从 CHIME J1634+44 逃逸的电磁辐射在远离其源时，以一个完美的螺旋形旋转。这不仅极其罕见，而且在中子星或白矮星的辐射爆发中从未见过。

这意味着 CHIME J1634+44 的无线电波爆发是以一种对这种死亡恒星来说独一无二的方式产生的。

天文学家面对这颗死亡恒星遇到了一个谜团

这些脉冲的另一个奇怪之处在于，它们是成对出现的，但仅当 CHIME J1634+44 双星系统中的死亡恒星在几次自转没有发射爆发之后才会出现。

"脉冲对之间的时间似乎遵循着某种精心编排的模式，"团队成员、ASTRON 的天文学家哈里什·韦丹塔姆在一份声明中表示。"我们认为这种模式包含了关于伴星如何触发白矮星发射无线电波的关键信息。"

"持续监测应有助于我们解读这种行为，但目前，我们面临着一个真正的谜团。"

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天文学家进行的这项研究不仅揭示了关于宇宙中最极端恒星天体——中子星的更多信息，也暗示了射电天文学一个激动人心的新阶段。

"CHIME J1634+44 的发现扩大了已知的 LPT 种群，并冲击了现有的中子星和白矮星模型，表明可能还有更多这样的天体等待发现，"董总结道。

两个团队的研究均于7月17日（星期四）发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

BY:Robert Lea

FY:水天清

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