給星空戴一副眼鏡，讓隱藏天體顯形？科學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)最亮的脈沖星！

5月3日，《自然》新聞發(fā)布了一條消息：經(jīng)過天文學(xué)家們的證實(shí)，一個(gè)曾經(jīng)被認(rèn)為是遙遠(yuǎn)星系的天體，實(shí)際上是有史以來最亮的星系外脈沖星。

什么是脈沖星？簡單地說，所謂脈沖星是會(huì)旋轉(zhuǎn)的中子星，但并非旋轉(zhuǎn)的中子星都是脈沖星，因?yàn)榻^大多數(shù)（幾乎所有）中子星都會(huì)旋轉(zhuǎn)。

中子星有一個(gè)很顯著特征，就是會(huì)從星體磁極釋放出強(qiáng)大的輻射，而磁極與脈沖星的自轉(zhuǎn)軸不重合，會(huì)隔一段距離，這樣中子星轉(zhuǎn)一圈，電磁輻射就像燈塔一樣掃過太空一圈，當(dāng)這個(gè)輻射脈沖掃射到地球時(shí)，被地球射電望遠(yuǎn)鏡所捕捉，人們就發(fā)現(xiàn)了一顆新的脈沖星。

因此準(zhǔn)確地說，脈沖星是會(huì)旋轉(zhuǎn)的中子星，其磁極能量輻射掃過了地球，就成為了中子星。因?yàn)橹凶有嵌己苄?，一般半徑?0千米左右，因此如果沒有這種脈沖輻射，是很難發(fā)現(xiàn)的。

脈沖星的自轉(zhuǎn)速度極快，人類在1967年發(fā)現(xiàn)了第一顆脈沖星，每兩個(gè)脈沖時(shí)間間隔僅為1.337秒，這也說明這顆脈沖星是每1.337秒轉(zhuǎn)一圈；現(xiàn)在世界上發(fā)現(xiàn)的所有脈沖星，脈沖間隔時(shí)間最長的也只有11.765735秒，最短的只有0.0014秒。

脈沖星的脈沖就像人的脈搏或鐘表，一下一下不斷重復(fù)出現(xiàn)，非常精準(zhǔn)且周期非常穩(wěn)定。最開始人們對這種現(xiàn)象迷惑不解，曾經(jīng)被認(rèn)為是外星人向我們發(fā)送信號(hào)，因此第一顆脈沖星曾被叫作“小綠人一號(hào)”。

后來經(jīng)過科學(xué)家們努力觀測和分析，才確定了這是旋轉(zhuǎn)的中子星。脈沖星在宇宙中廣泛存在，現(xiàn)在全世界累計(jì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000余顆，我國建設(shè)在貴州的“中國天眼”（500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡）其中的任務(wù)之一，就是尋找中子星，現(xiàn)在已經(jīng)找到了500多顆。

神奇的脈沖星“眼鏡”新近發(fā)現(xiàn)的這顆脈沖星比較特殊，它坐落在距離我們16.3萬光年的大麥哲倫星系中。這是一個(gè)矮星系，就是比較小的星系，受銀河系引力牽制，因此是銀河系的衛(wèi)星星系，有恒星約100億顆，而且其中有許多超大恒星，如迄今發(fā)現(xiàn)的最大質(zhì)量恒星r136a1就是在這個(gè)星系里。

由于這顆脈沖星脈沖的寬廣和明亮前所未有，其亮度至少是銀河系外其他脈沖星的10倍，與典型脈沖星脈沖輪廓完全不符，因此一直以來沒有人把它當(dāng)作是脈沖星，而是被認(rèn)為是一個(gè)距離遙遠(yuǎn)的星系。

因?yàn)樘罩杏刑嗟暮阈呛托窍?，星系核心也?huì)發(fā)出強(qiáng)大的輻射脈沖。這顆脈沖星隱藏在密密麻麻的星空中，發(fā)出的脈沖信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出過去發(fā)現(xiàn)的脈沖星，就被研究者所忽略。

首先懷疑并證實(shí)這是一顆脈沖星的，是澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織的天體物理學(xué)家Yuanming Wang和他的國際團(tuán)隊(duì)，他們采用澳大利亞平方公里陣列探路者望遠(yuǎn)鏡，從“變量和慢瞬變”調(diào)查的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)端倪，加上對一些其他無線電波源研究，就高度懷疑這個(gè)射電源不是星系，而是一顆中子星。

最終確定這顆脈沖星的方法，是給太空戴上了一架“眼鏡”，這并非是我們平時(shí)認(rèn)知的那種眼鏡，而是一套計(jì)算機(jī)程序。這套程序是根據(jù)脈沖星輻射與其他天體輻射的差別，屏蔽掉那些非脈沖星特點(diǎn)的光，就像濾布把其他的雜光都過濾掉了一樣，脈沖星就從一片光芒中脫穎而出。

脈沖星輻射通常是高偏振的，其中一些以圓形方式振蕩，很少有其他天體像這樣偏振，這套程序就是只讓具有圓偏振波長的光通過。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這是迄今發(fā)現(xiàn)的史上最亮的一顆銀河系外脈沖星，其脈沖的寬度是大麥哲倫星系中其他已知脈沖星的2倍多，亮度是已發(fā)現(xiàn)脈沖星的10倍以上。

從上面圖片我們可以看出，用上這個(gè)程序，就像戴上了一幅偏振光眼鏡，漫天的星光突然消失了，這顆脈沖星就從“濫竽充數(shù)”的漫天光芒中“原形畢露”。

這套“眼鏡”技術(shù)有廣闊的運(yùn)用前景這顆有史以來最亮脈沖星被命名為PSR J0523-7125，這項(xiàng)研究成果于2022年5月5日發(fā)表在世界著名的《天體物理學(xué)雜志》上。世界上其他的一些望遠(yuǎn)鏡，如南非的MeerKAT射電望遠(yuǎn)鏡，也證實(shí)了他們的發(fā)現(xiàn)。

而在這項(xiàng)成果中，科學(xué)家們最感興趣的是這套發(fā)現(xiàn)中子星的“眼鏡”技術(shù)。

論文的合著者，澳大利亞悉尼大學(xué)射電天文學(xué)家Tara Murphy說：這顆脈沖星盡管非常亮，但由于其不同尋常的性質(zhì)而被研究所忽略；這是我們第一次以系統(tǒng)方式尋找脈沖星的極化，我們期待著利用這項(xiàng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)更多的脈沖星。

美國射電天文學(xué)家Yvette Cendes表示，脈沖星是一種瞬變天體，偏振數(shù)據(jù)有助于縮小物體的來源，也表明這項(xiàng)技術(shù)有可能在未來識(shí)別其他瞬變。

相信這幅“眼鏡”技術(shù)會(huì)不斷成熟，給未來天文觀測帶來更多有益的探索和啟示，運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，至少對脈沖星的發(fā)現(xiàn)會(huì)更快更多更精確。如果我們天眼也用上這套技術(shù)，相信會(huì)更快發(fā)現(xiàn)更多的脈沖星。

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