美國國家航空航天局的費米探測器首次探測到來自“蜘蛛”恒星系統的伽馬射線日食

2025-11-24 00:51:52 分類：熱點 閱讀(85)

在這張圖中，一顆繞軌道運行的美國恒星開始遮蔽它的伙伴，這是國家伽馬濟南外圍（外圍預約）（微信189-4469-7302）一二線城市有外圍資源網紅模特空姐留學生白領一顆快速旋轉的超高密度恒星殘骸，被稱為脈沖星。航空航天脈沖星發射出多波長光束，費米這些光束在視野內外旋轉，探測統并產生外流，器首加熱恒星的次探測正面，吹走物質并侵蝕其伴侶。自恒資料來源：NASA/索諾瑪州立大學，星系Aurore Simonet
（神秘的射線地球uux.cn）據美國物理學家組織網（作者：美國宇航局戈達德太空飛行中心 珍妮特·卡茲米爾扎克）：科學家利用美國國家航空航天局費米伽馬射線太空望遠鏡的數據，首次發現了來自一種特殊類型雙星系統的日食伽馬射線日食。這些所謂的蜘蛛蜘蛛系統中，每一個都包含一顆脈沖星——一顆恒星的美國超高密度、快速旋轉的國家伽馬殘骸，這顆恒星在超新星中爆炸，并慢慢侵蝕其伴星。
一個國際科學家團隊在十年的費米觀測中尋找了七只蜘蛛，它們經歷了這些日食。從我們的角度來看，當低質量伴星經過脈沖星前面時，就會發生日食。這些數據使他們能夠計算系統相對于我們的視線和其他信息的傾斜程度。
“研究蜘蛛最重要的濟南外圍（外圍預約）（微信189-4469-7302）一二線城市有外圍資源網紅模特空姐留學生白領目標之一是嘗試測量脈沖星的質量，”領導這項工作的德國漢諾威馬克斯普朗克引力物理研究所天體物理學家科林·克拉克說。“脈沖星基本上是我們所能測量到的最密集物質的球體。它們所能達到的最大質量限制了這些極端環境中的物理現象，這在地球上是無法復制的。”
1月26日，一篇關于這項研究的論文發表在《自然天文學》上。
蜘蛛系統的發展是因為雙星中的一顆恒星比它的另一顆恒星進化得更快。當質量更大的恒星變成超新星時，它會留下一顆脈沖星。這顆恒星殘骸發出包括伽馬射線在內的多波長光束，這些光束在我們的視野中進進出出，產生的脈沖如此規律，足以媲美原子鐘的精度。
早期，蜘蛛脈沖星通過吸走一股氣體流來“喂養”它的同伴。隨著系統的發展，當脈沖星開始更快速地旋轉時，饋送停止，產生粒子外流和輻射，使伴星的正面過熱并侵蝕它。
科學家將蜘蛛系統分為兩種，以蜘蛛種的名字命名，它們的雌性有時會吃掉它們較小的配偶。黑寡婦中的同伴質量不到太陽質量的5%。紅背星系中有更大的同伴，無論是大小還是質量，體重都在太陽的10%到50%之間。
“在費米之前，我們只知道少數發射伽馬射線的脈沖星，”馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心的費米項目科學家伊麗莎白·海斯說。“經過十多年的觀察，該任務已經確定了300多個，并收集了一個長而幾乎不間斷的數據集，使社區能夠進行開拓性的科學研究。”
研究人員可以通過測量蜘蛛系統的軌道運動來計算它們的質量。可見光觀測可以測量伴星的速度，而無線電測量可以揭示脈沖星的速度。然而，這些變化依賴于朝向和遠離我們的運動。對于一個幾乎面對面的系統來說，這樣的變化是微小的，并且可能會令人困惑。從側面看，同樣的信號也可以由一個更小、更慢的軌道系統產生。了解系統相對于視線的傾斜對測量質量至關重要。
傾斜角度通常使用可見光測量，但這些測量會帶來一些潛在的復雜性。當伴星環繞脈沖星運行時，它過熱的一面會出現在視野之外，從而造成可見光的波動，這取決于傾斜。然而，天文學家仍在了解過熱過程，具有不同加熱模式的模型有時會預測不同的脈沖星質量。
然而，伽馬射線僅由脈沖星產生，其能量如此之大，以至于它們以直線傳播，不受碎片的影響，除非被伴星阻擋。如果伽馬射線從蜘蛛系統的數據集中消失，科學家可以推斷出伴星使脈沖星黯然失色。從那里，他們可以計算系統向我們視線的傾斜、恒星的速度和脈沖星的質量。
PSR B1957+20，簡稱B1957，是1988年發現的第一個已知的黑寡婦。該系統的早期模型是根據可見光觀測建立的，確定它與我們的視線成65度角，脈沖星的質量是太陽的2.4倍。這將使B1957成為已知最重的脈沖星，跨越了脈沖星和黑洞之間的理論質量極限。
通過查看費米數據，克拉克和他的團隊發現了15個缺失的伽馬射線光子。來自這些天體的伽馬射線脈沖的時間是如此可靠，以至于在十年中有15個光子丟失，這一點非常重要，以至于研究小組可以確定該系統正在食環。然后他們計算出雙星傾斜84度，脈沖星的重量只有太陽的1.8倍。
這篇新論文的合著者、華盛頓美國海軍研究實驗室的研究物理學家馬修·科爾（Matthew Kerr）表示：“人們正在尋找巨大的脈沖星，而這些蜘蛛系統被認為是找到它們的最佳途徑之一。”。“它們經歷了從伴星到脈沖星的一個非常極端的質量轉移過程。一旦我們真的對這些模型進行了微調，我們就可以確定這些蜘蛛系統是否比其他脈沖星種群更大。”
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一個國際科學家團隊在十年的費米觀測中尋找了七只蜘蛛，它們經歷了這些日食。從我們的角度來看，當低質量伴星經過脈沖星前面時，就會發生日食。這些數據使他們能夠計算系統相對于我們的視線和其他信息的傾斜程度。
“研究蜘蛛最重要的目標之一是嘗試測量脈沖星的質量，”領導這項工作的德國漢諾威馬克斯普朗克引力物理研究所天體物理學家科林·克拉克說。“脈沖星基本上是我們所能測量到的最密集物質的球體。它們所能達到的最大質量限制了這些極端環境中的物理現象，這在地球上是無法復制的。”
1月26日，一篇關于這項研究的論文發表在《自然天文學》上。
蜘蛛系統的發展是因為雙星中的一顆恒星比它的另一顆恒星進化得更快。當質量更大的恒星變成超新星時，它會留下一顆脈沖星。這顆恒星殘骸發出包括伽馬射線在內的多波長光束，這些光束在我們的視野中進進出出，產生的脈沖如此規律，足以媲美原子鐘的精度。
早期，蜘蛛脈沖星通過吸走一股氣體流來“喂養”它的同伴。隨著系統的發展，當脈沖星開始更快速地旋轉時，饋送停止，產生粒子外流和輻射，使伴星的正面過熱并侵蝕它。
科學家將蜘蛛系統分為兩種，以蜘蛛種的名字命名，它們的雌性有時會吃掉它們較小的配偶。黑寡婦中的同伴質量不到太陽質量的5%。紅背星系中有更大的同伴，無論是大小還是質量，體重都在太陽的10%到50%之間。
“在費米之前，我們只知道少數發射伽馬射線的脈沖星，”馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心的費米項目科學家伊麗莎白·海斯說。“經過十多年的觀察，該任務已經確定了300多個，并收集了一個長而幾乎不間斷的數據集，使社區能夠進行開拓性的科學研究。”
研究人員可以通過測量蜘蛛系統的軌道運動來計算它們的質量。可見光觀測可以測量伴星的速度，而無線電測量可以揭示脈沖星的速度。然而，這些變化依賴于朝向和遠離我們的運動。對于一個幾乎面對面的系統來說，這樣的變化是微小的，并且可能會令人困惑。從側面看，同樣的信號也可以由一個更小、更慢的軌道系統產生。了解系統相對于視線的傾斜對測量質量至關重要。
傾斜角度通常使用可見光測量，但這些測量會帶來一些潛在的復雜性。當伴星環繞脈沖星運行時，它過熱的一面會出現在視野之外，從而造成可見光的波動，這取決于傾斜。然而，天文學家仍在了解過熱過程，具有不同加熱模式的模型有時會預測不同的脈沖星質量。
然而，伽馬射線僅由脈沖星產生，其能量如此之大，以至于它們以直線傳播，不受碎片的影響，除非被伴星阻擋。如果伽馬射線從蜘蛛系統的數據集中消失，科學家可以推斷出伴星使脈沖星黯然失色。從那里，他們可以計算系統向我們視線的傾斜、恒星的速度和脈沖星的質量。
PSR B1957+20，簡稱B1957，是1988年發現的第一個已知的黑寡婦。該系統的早期模型是根據可見光觀測建立的，確定它與我們的視線成65度角，脈沖星的質量是太陽的2.4倍。這將使B1957成為已知最重的脈沖星，跨越了脈沖星和黑洞之間的理論質量極限。
通過查看費米數據，克拉克和他的團隊發現了15個缺失的伽馬射線光子。來自這些天體的伽馬射線脈沖的時間是如此可靠，以至于在十年中有15個光子丟失，這一點非常重要，以至于研究小組可以確定該系統正在食環。然后他們計算出雙星傾斜84度，脈沖星的重量只有太陽的1.8倍。
這篇新論文的合著者、華盛頓美國海軍研究實驗室的研究物理學家馬修·科爾（Matthew Kerr）表示：“人們正在尋找巨大的脈沖星，而這些蜘蛛系統被認為是找到它們的最佳途徑之一。”。“它們經歷了從伴星到脈沖星的一個非常極端的質量轉移過程。一旦我們真的對這些模型進行了微調，我們就可以確定這些蜘蛛系統是否比其他脈沖星種群更大。”
費米伽馬射線太空望遠鏡是戈達德管理的天體物理學和粒子物理學合作伙伴。費米是與美國能源部合作開發的，法國、德國、意大利、日本、瑞典和美國的學術機構和合作伙伴作出了重要貢獻。