天文学家揭开脉冲星 PSR J1023+0038 奇特的亮度变革之谜

通过对包括欧洲南方天文台（ESO）三个举动步伐在内的 12 台地面和太空望远镜的广泛天文研究，天文学家创造了脉冲星（一种超高速旋转的去世星）的奇特行为。
据理解，这个神秘的天体险些不断地在两种亮度模式之间切换，直到现在这还是一个谜。
但天文学家现在创造，脉冲星在极短的韶光内溘然喷射出的物质是造成这种奇特切换的缘故原由。

纽约大学阿布扎比分校研究员、意大利国家天体物理研究所（INAF）下属研究员玛丽亚-克里斯蒂娜-巴格里奥（Maria Cristina Baglio）说：\"大众我们目睹了非同平凡的宇宙事宜，在数十秒的极短韶光内，从一个以难以置信的高速旋转的小型致密天体中向太空发射出大量物质，类似于'宇宙炮弹'。
\公众她是最近揭橥在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上论文的第一作者。

脉冲星是一种快速旋转的磁星，会向太空发射一束电磁辐射。
当它旋转时，这束射线横扫全体宇宙--就像灯塔的光束扫描周围环境一样--当它与地球的视线相交时，就会被天文学家探测到。
这使得从我们的星球上看这颗恒星的亮度涌现脉冲变革。

PSR J1023+0038，简称 J1023，是一种行为怪异的分外脉冲星。
它位于大约 4500 光年外的六分仪星座，牢牢地环绕着另一颗恒星运行。
在过去的十年里，这颗脉冲星一贯在积极地从这颗伴星上吸取物质，这些物质在脉冲星周围聚拢成一个圆盘，并逐步地向脉冲星坠落。

这幅艺术家印象图展示了脉冲星 PSR J1023+0038 从它的伴星上盗取气体的过程。
这些气体聚拢在脉冲星周围的圆盘中，逐步地向脉冲星坠落，终极以狭窄的喷流形式排出。
此外，还有一股粒子风从脉冲星上吹走，这里用一团非常小的点表示。
这股风与下坠的气体发生碰撞，将其加热，使系统发出刺目耀眼的 X 射线、紫外线和可见光。
终极，这些高温气体沿着喷流被排出，脉冲星又回到了最初较暗的状态，周而复始。
据不雅观测，这颗脉冲星每隔几秒或几分钟就会在这两种状态之间一直地切换。
资料来源：ESO/M.

自从物质积累过程开始后，扫描光束险些消逝了，脉冲星开始一直地在两种模式之间切换。
在\"大众高\公众模式下，脉冲星发出通亮的 X 射线、紫外线和可见光；而在\公众低\公众模式下，脉冲星在这些频率下的亮度较暗，并发出更多的无线电波。
脉冲星可以在每种模式下勾留几秒或几分钟，然后在几秒钟内切换到另一种模式。
迄今为止，天文学家一贯对这种切换感到困惑。

西班牙巴塞罗那空间科学研究所研究员、论文共同第一作者弗朗切斯科-科蒂-泽拉蒂（Francesco Coti Zelati）说：\"大众为了理解这颗脉冲星的行为，我们开展了亘古未有的不雅观测活动，动用了十几台最前辈的地面和星载望远镜。
这次活动包括欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）和欧洲南方天文台的新技能望远镜（NTT）（探测可见光和近红外线），以及阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），欧洲南方天文台是该阵列的互助伙伴。
在 2021 年 6 月的两个晚上，他们不雅观测到该系统在高低模式之间进行了 280 多次切换。
\公众

\公众我们创造，模式切换源于脉冲星风（吹离脉冲星的高能粒子流）与流向脉冲星的物质之间错综繁芜的相互浸染，\"大众从属于 INAF 的科蒂-泽拉提（Coti Zelati）说。

在低模式下，流向脉冲星的物质以垂直于圆盘的狭窄喷流形式被排出。
逐渐地，这些物质越积越靠近脉冲星，当这种情形发生时，它就会被脉冲星吹出的风击中，导致物质升温。
这个别系现在处于高模式，在 X 射线、紫外线和可见光下发出刺目耀眼的光芒。
终极，脉冲星通过喷流带走了这些热物质。
随着圆盘中热物质的减少，系统发出的亮度也会降落，从而切换回低速模式。

虽然这一创造揭开了 J1023 奇怪行为的神秘面纱，但天文学家们仍旧须要从研究这一独特的系统中学到很多东西，而欧洲南方天文台的望远镜将连续帮助天文学家们不雅观测这颗奇特的脉冲星。
特殊是目前正在智利建造的欧洲南方天文台的超大望远镜（ELT），它将为 J1023 的开关机制供应前所未有的视角。

\"大众ELT 将使我们能够深入理解脉冲星周围流入物质的丰度、分布、动态和能量如何受到模式切换行为的影响，\公众INAF 布雷拉天文台研究主任、本研究的共同作者 Sergio Campana 总结说。