天體物理學(xué)家正在重繪脈沖星的教科書(shū)圖像，這是爆炸恒星密集，旋轉(zhuǎn)的殘骸，這要?dú)w功于NASA的中子星內(nèi)部成分探測(cè)器(NICER)，這是國(guó)際空間站上的X射線望遠(yuǎn)鏡。利用NICER數(shù)據(jù)，科學(xué)家們獲得了脈沖星大小和質(zhì)量的第一個(gè)精確而可靠的測(cè)量值，以及有史以來(lái)第一個(gè)熱點(diǎn)圖。

所討論的脈沖星J0030 + 0451(簡(jiǎn)稱J0030)位于雙魚(yú)座星座中1,100光年外的一個(gè)孤立區(qū)域。在測(cè)量脈沖星的重量和比例時(shí)，NICER發(fā)現(xiàn)脈沖星表面上百萬(wàn)度“熱點(diǎn)”的形狀和位置比一般人想象的要陌生得多。

華盛頓國(guó)家航空航天局總部天體物理學(xué)處處長(zhǎng)保羅·赫茲說(shuō)：“從站在空間站的高度來(lái)看，NICER正在徹底改變我們對(duì)脈沖星的理解。”“脈沖星是在50多年前被發(fā)現(xiàn)的，它們是坍塌成稠密核心的恒星的信標(biāo)，其行為與我們?cè)诘厍蛏峡吹降娜魏螙|西都不一樣。借助NICER，我們可以以直到現(xiàn)在為止似乎不可能的方式探測(cè)這些稠密殘留物的性質(zhì)。”

分析NICER對(duì)J0030的觀察的一系列論文發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的焦點(diǎn)期刊上，現(xiàn)在可以在線獲取。

當(dāng)一顆巨大的恒星死亡時(shí)，它的燃料將耗盡，在自重的作用下坍塌并爆炸成超新星。這些恒星的死亡會(huì)留下中子星，這些中子星將比我們的太陽(yáng)更重的質(zhì)量聚集到一個(gè)與曼哈頓島一樣長(zhǎng)的球體中。脈沖星是中子星的一類，每秒旋轉(zhuǎn)多達(dá)數(shù)百次，并且每旋轉(zhuǎn)一圈便向我們掃掠能量束。J0030每秒旋轉(zhuǎn)205次。

幾十年來(lái)，科學(xué)家一直在努力弄清楚脈沖星是如何工作的。在最簡(jiǎn)單的模型中，脈沖星具有強(qiáng)大的磁場(chǎng)，形狀類似于家用條形磁鐵。磁場(chǎng)是如此之強(qiáng)，以至于從脈沖星表面剝落了粒子并使其加速。一些粒子跟隨磁場(chǎng)并撞擊相反的一側(cè)，從而加熱表面并在磁極上形成熱點(diǎn)。整個(gè)脈沖星在X射線中微弱地發(fā)光，但熱點(diǎn)更亮。當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些斑點(diǎn)像燈塔的光束一樣掃入和移出視野，從而使物體的X射線亮度產(chǎn)生極為規(guī)則的變化。但是NICER對(duì)J0030的新研究表明，脈沖星并不是那么簡(jiǎn)單。