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作者:魏冬 来源:新浪科技 发布时间:2008-6-6 11:47:49
科学家首次直接探测到脉冲星内部状况
 
北京时间6月5日消息,据国外媒体报道,目前,一支国际研究小组成功采用激光干涉重力波天文台(LIGO)探测到来自螃蟹云翳中脉冲星的信号,信号分析结果显示脉冲星4%的能量损失是由重力波喷射造成的。这项期待已久的研究分析具有里程碑意义,这是科学家第一次直接探测到脉冲星内部状况。
 
脉冲星是快速旋转的中子星,螃蟹云翳距离地球6500光年,位于金牛星座,形成于1054年的一次壮观超新星爆炸。每年有3个星期的时间在白天中可观测它的存在,同时在夜晚会暂时比满月更明亮一些。中国古代书籍中曾提及螃蟹云翳作为“寄宿恒星(guest star)”。目前,在螃蟹云翳中心位置残留着以难以置信速度旋转的中子星,每当它旋转一周时,会释放两道窄射电波射向地球。这种像灯塔似的释放射电脉冲的中子星也被命名为“脉冲星”。
 
英国格拉斯哥大学格雷厄姆·沃安负责此项研究,他与LIGO汉福德天文台的迈克尔·兰德瑞通过LIGO观测数据认真分析了螃蟹云翳中的脉冲星,沃安说,“这颗脉冲星以每秒30次速度快速旋转,然而它的旋转速率比许多脉冲星都降低了许多,由此显示它以非常大的速度辐射释放能量。”
 
仅10公里半径的脉冲星却比太阳的质量更大,差不多这个球形结构都是由中子构成。重力波在空间和时空结构中产生波动,这是爱因斯坦广义相对论的一个重要推论。重力波喷射是螃蟹云翳中脉冲星能量损失的物理机制假想之一,它的出现伴随着脉冲星旋转速度逐渐减缓。迈克尔·兰德瑞说,“我们的研究分析结果显示不超过4%的脉冲星能量损失是由于重力波辐射造成的,其他的能量损失是由于其他物理机制造成的,比如:脉冲星快速旋转磁场和进入该云翳的高速率粒子喷射共同作用形成的电磁辐射。”
 
LIGO科学家使用3个LIGO干涉计的观测数据监控了这颗脉冲星从2005年11月至2006年8月的活动变化,LIGO干涉计是简单、高敏感探测器,他们对比了LIGO和乔德雷尔·班克天文台发布的脉冲星旋转速率,从中寻找到同步重力波信号。
 
科学家称这项研究非常重要,它提供了脉冲星和其结构的信息。他们指出,如果一个完全平滑的脉冲星旋转时是不会产生重力波的,LIGO之所以探测到螃蟹云翳中的脉冲星产生重力波,是由于该脉冲星外形残缺几米,并不是十分的光滑球体形状。通常这种残缺现象出现在年轻的脉冲星上,比如:螃蟹云翳中的脉冲星,其外壳仍是半固体状态;或者是具有巨大磁场的脉冲星。
 
宾夕法尼亚州物理学家本·欧文称,LIGO让我们更深了解到脉冲星表面之下实质性状态,天文学家看到螃蟹脉冲星内部大量的电磁波(射电波、X射线等),但是脉冲星非常密集,甚至X射线不能抵达其内部,仅能到达脉冲星表面。但是重力波可以抵达脉冲星内部,这是科学家首次直接观测脉冲星内部。
 
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