脈衝星表面的第一眼暗示著複雜的磁性

銀河系中的一顆脈衝星已準備好進行特寫。

兩個天文學家小組獨立地首次看到了脈衝星（一顆快速旋轉的中子星）的表面。 新創建的該表面地圖揭示了恆星南半球的一些明亮瑕疵，暗示著複雜磁場的存在。

這些新數據，加上對恆星質量和大小的精確測量，可以幫助研究人員將物質在極端壓力下的行為歸零。

中子星，大質量恆星的核心超新星爆炸後留下的（序號：2018 年 9 月 25 日），將太陽的質量大致打包到一個比大城市寬不了多少的球體。 研究人員並不真正知道當物質被擠壓得那麼緊時會發生什麼。 但“中子星本身可以給我們提示，並對基礎物理學做出貢獻”，馬裡蘭大學帕克分校的天體物理學家、其中一項研究的作者科爾·米勒(Cole Miller) 說道，這兩項研究都發表在12 月10 日的《自然》雜誌。天文物理學期刊通訊。

為了尋找這些線索，研究小組用 NICER 測量了一顆名為 PSR J0030+0451 的脈衝星，連接到國際太空站的 X 射線望遠鏡。 他們監測了脈衝星的 X 射線亮度如何與其旋轉同步波動。 然後，在超級電腦的幫助下，研究人員對恆星的外觀進行了逆向工程。

兩個團隊都發現這顆脈衝星距離地球僅 1000 光年多，距離地球約 1000 光年。質量是太陽的 1.4 倍，寬度近 26 公里。 阿姆斯特丹大學天文物理學家、另一項研究的作者安娜·瓦茨 (Anna Watts) 表示：“它正好符合我們的預期。”

然而，這顆恆星的表面卻有個驚喜。 脈衝星上的亮點標誌著原子粒子在磁場引導下撞擊恆星。 這些點的位置揭示了磁場的結構。 在教科書中，脈衝星的磁場類似條形磁鐵，具有明確定義的北極和南極。 如果這張圖片是正確的，那麼研究人員就會看到兩個亮點，每個半球各有一個。 但這並不是任何一個團隊所看到的。

「脈衝星作為美麗對稱物體的經典形像是無稽之談，」瓦茨說。 兩組想出了斑點圖案略有不同，但同樣的總體訊息是：恆星的兩極附近並不是單一的亮點，而是一個半球散佈著一些明亮的污跡，而另一個半球則顯得乾淨。

「這令人興奮，但還不是突破，」圖森亞利桑那大學天文物理學家費亞爾·奧澤爾（Feryal Özel）說道，他沒有參與這兩項研究。 雖然奧澤爾同意這些數據表明了磁的複雜性——她說當代電腦模擬中暗示了這種複雜性——但她希望看到未來的地圖更進一步。 她說，下一輪地圖可能不會只是在任何地方放置點以最好地匹配 X 射線波動，而是會具體找出哪種磁性結構可以完成這項工作。

「這肯定會帶來更多的理解，」她說。 “這是一個很好的起點。”