银河系中最稀有、最神秘的恒星之一刚刚被发现表现得很奇怪。 Swift J1818.0-1607 是一颗磁星,天文学家刚刚记录到它发出断断续续的射电脉冲。
这使得它成为迄今为止检测到的第五颗发射脉冲无线电波的磁星……但它的发射方式也与其他四颗不同。 Swift J1818.0-1607 的行为更像是收音机比无线电磁星。
描述该事件的论文已上传至预印本服务器 arXiv,并且尚未经过同行评审。这些观测结果可以帮助天文学家将这两类死亡恒星之间的联系联系起来。
斯威本科技大学的天体物理学家马库斯·洛尔 (Marcus Lower) 告诉《ScienceAlert》:“我认为可以安全地将其称为潜在的缺失环节。”
“现阶段我们对这个新磁星还有很多不了解,但它与高磁场之间有明显的相似之处”。
磁星确实是一种奇特的小怪物。它们是中子星的一个子类别,它们本身就是大质量恒星变成超新星后留下的极其致密的核心残余物。
磁星之所以脱颖而出,是因为它们拥有极其强大的磁场。我们这里谈论的不是小人物。这些磁场围绕比地球强大四亿倍,并且比普通人强大一千倍的。而我们仍然不完全理解他们是如何做到这一点的。
它们也非常罕见。迄今为止,我们在银河系中只探测到了大约 24 颗此类极端恒星,其中只有少数被发现发射无线电波。
另一方面,脉冲星则更为常见——天文学家已经发现数千。这些是快速旋转的中子星,从其两极发射射电辐射。当这些喷流定向闪过地球时,它们会像快速的宇宙灯塔一样在短至毫秒的时间尺度上脉冲。
由于脉冲星和磁星都是中子星的一种,因此预计它们之间会存在一些交叉,但令人惊讶的是,这种交叉很少。最初,这被认为是因为磁场太强大,无法支持类似脉冲星的无线电发射。
然而,最近,这种想法发生了转变。天文学家认为,大多数磁星只是面朝错误的方向。
“最可能的原因是它们的无线电波束根本没有穿过我们的视线,”洛尔解释道。 “这并不奇怪,因为与其他脉冲星相比,它们的缓慢旋转周期和随着时间的推移减速的高速率导致它们具有非常窄的射电波束。”
这让我们回到 Swift J1818.0-1607。 2020 年 3 月 12 日,它被探测到正在经历伽马射线爆发。爆发警报望远镜附属于斯威夫特天文台。随后很快进行了后续观察,检测脉冲 X 射线发射。
两天后,检测到无线电发射,初步分析发现 Swift J1818.0-1607 是迄今为止发现的旋转最快的脉冲星 - 而且它是可能也是最年轻的,仅仅240年左右。
洛尔和他的团队还利用澳大利亚帕克斯天文台射电望远镜进行了观测。他们对这颗恒星进行了三个小时的记录,发现它发射脉冲无线电波,与其他射电脉冲星显然没有太大不同。但随后他们仔细研究了数据。
“乍一看,Swift J1818.0-1607 发出的射电脉冲看起来与其他四个射电磁星发出的射电脉冲非常相似。它们非常窄,有时由多个毫秒长的爆发组成,”洛尔说。
“然而,当我们观察不同无线电频率下脉冲的亮度时,我们意识到从低频到高频时,亮度会急剧下降。虽然这与许多普通射电脉冲星相似,但它与从其他磁星看到的脉冲在整个无线电频谱中往往具有几乎恒定的亮度。”
事实上,射电爆发与一颗脉冲星有着惊人的相似之处。 2016年,一颗名为PSR J1119-6127的高磁场脉冲星经历了自己的无线电爆发,并且该爆发的频谱看起来与 Swift J1818.0-1607 的频谱非常相似。
此外,洛尔解释说,这两颗恒星表现出类似的射电增亮——这是一个诱人的暗示,表明射电爆发背后的机制可能是相似的。
它还可能表明至少有一些磁星可能是从脉冲星演化而来的。这个过程将如何进行尚不清楚,但有多种情况。旋转速率的快速减慢可能会导致中子星表现出磁星的旋转特性。或者,坍缩的中子星从一开始就可能具有类似磁星的磁场,但它被埋在超新星的后备物质之下,需要一些时间才能重新出现。
需要更多观察来证实。磁星一开始就很难被探测到,因此扩大目录是一个挑战,但现在我们知道 Swift J1818.0-1607 的行为方式是这样的,如果我们能够研究它,这颗恒星可能会成为跨越知识鸿沟的桥梁。更长,并且仪器更灵敏。
Lower 告诉 ScienceAlert:“这颗磁星的射电发射与我们对其他射电磁星观测的预期并不完全一致,这非常令人兴奋,这表明我们对这些极端天体还有很多了解。”
“它与更普通的脉冲星的相似性引发了一系列关于它可能的起源、磁星如何随时间演化以及我们之前关于磁星无线电发射的假设的有效性的问题。”
该研究可在arXiv。