的发现发射不寻常的无线电信号正在改写我们对这些独特恒星系统的理解。
我和我的同事(更多TRAP研究小组)在使用南非的 MeerKAT 射电望远镜观测距地球约 1,300 光年的银河系 Vela-X 1 区域时获得了这一发现。 我们发现了持续约 300 毫秒的奇怪闪光或“脉冲”。
闪光具有射电中子星的一些特征。 但这与我们以前见过的任何东西都不一样。
出于好奇,我们搜索了该地区的旧数据,希望找到类似的脉冲。 有趣的是,我们确实发现了更多这样的脉冲,这些脉冲以前被我们的实时脉冲检测系统遗漏了(因为我们通常只搜索持续约 20-30 毫秒的脉冲)。
对脉冲到达时间的快速分析表明它们大约每 76 秒重复一次? 然而最多中子星脉冲在几秒甚至几毫秒内循环。
我们的观察表明 PSR J0941-4046 具有“”或者甚至是“磁星”。是坍缩巨星的极其致密的残余物,通常从其两极发射无线电波。
当它们旋转时,可以从地球上测量无线电脉冲,有点像你看到远处的灯塔周期性闪烁。
然而,此前已知脉冲星最长的自转周期为 23.5 秒? 这意味着我们可能发现了一类全新的无线电发射物体。 我们的发现是今天发布在自然天文学。
中子星中的异常现象?
使用 MeerTRAP 提供的所有数据以及迅雷KAT在 MeerKAT 的项目中,我们成功地以极高的精度确定了物体的位置。 此后,我们进行了更灵敏的后续观察,以研究脉冲的来源。
这个新发现的天体被命名为PSR J0941-4046,是一颗奇特的射电银河中子星,与其他脉冲星相比,它的旋转速度极其缓慢。 脉冲星脉冲率非常一致,我们的后续观察使我们能够将每个脉冲的到达时间预测到亿分之一秒。
除了意想不到的脉冲率之外,PSR J0941-4046 的独特之处还在于它位于中子星“墓地”。 这是一个我们根本不希望检测到任何无线电发射的空间区域,因为理论上这里的中子星正处于其生命周期的末尾,因此不活跃(或不太活跃)。
PSR J0941-4046 挑战了我们对中子星如何诞生和演化的理解。
它也很有趣,因为它似乎产生至少七种截然不同的脉冲形状,而大多数中子星并没有表现出这种多样性。 脉冲形状以及脉冲强度的这种多样性可能与物体未知的物理发射机制有关。
一种特殊类型的脉冲显示出强烈的“准周期性”结构,这表明某种振荡正在驱动无线电发射。 这些脉冲可以为我们提供有关 PSR J0941-4046 内部工作原理的宝贵信息。
这些准周期脉冲与神秘的脉冲有一些相似之处,这是来源不明的短射电暴。 然而,目前尚不清楚 PSR J0941-4046 是否会发出在快速射电爆发中观察到的那种能量。 如果我们发现确实如此,那么 PSR J0941-4046 可能是一颗“超长周期磁星”。
磁星是具有非常强大磁场的中子星,其中只有少数中子星会在频谱的无线电部分发射。 虽然我们尚未真正识别出超长周期磁星,但理论上它们可能是快速射电爆发的来源。
短暂的邂逅
目前还不清楚 PSR J0941-4046 在无线电频谱中活跃和发射多久,因为无线电勘测通常不会搜索这么长的时间段。
我们不知道银河系中可能存在多少这样的来源。 此外,我们只能检测 PSR J0941-4046 旋转周期 0.5% 的无线电发射? 所以我们只能在不到一秒的时间内看到它。 很幸运我们能够首先发现它。
检测类似来源具有挑战性,这意味着可能有更多未被检测到的群体等待被发现。 我们的发现还增加了一种新型无线电瞬变的可能性:超长周期中子星。
未来对类似天体的搜索对于我们了解中子星群至关重要。