人马座天区内发生异常明亮的热核爆炸_风闻

原创：牧夫天文

原作：Brandon Specktor

翻译：胡梦颖

校译：牧夫天文校对组

编排：马玥

后台：库特莉亚芙卡、李子琦

原文链接：

https://www.livescience.com/brightest-x-ray-explosion.html

近期，一颗离地球11000光年的中子星发生了X射线暴，其释放出的能量是国际空间站（ISS）迄今为止检测到最强的。NASA的天文学家追踪发现它是一个剧烈的两步爆炸。

（图源：©戈达德宇宙飞行中心/克里斯·史密斯（Chris Smith）（USRA））

数百万甚至数十亿年前，在人马座天区内有一颗巨大的恒星J1808，它燃烧殆尽，最后承受不了自身重力而坍塌爆炸。

这样的爆炸在宇宙间是习以为常的。科学家们知道这是恒星转变成衰竭的中子星的必然历程中的一步。中子星是宇宙中体积最小而密度最大的恒星。而今困扰天文学家的是J1808现在居然还在爆炸，并在向银河系放射出迄今为止检测到的最强的射线暴之一。

2019年8月20日，在国际空间站上的一架观测中子星的特殊望远镜记录了J1808上的一次热核爆炸，其强度让之前检测到的所有爆炸都黯然失色。NASA新闻里报道这短暂的X射线暴只持续了20秒，但比太阳十天内释放的能量都多。这架望远镜2017年正式上线，而这次明亮的射线暴释放的能量是有记录以来单次最强烈的。

“这次爆炸太不同凡响了。” 彼得·布尔特（Peter Bult）是NASA戈达德宇宙飞行中心的一名天体物理学家。近期他带领的一个科研小组研究了此次爆炸，成果发表在《天体物理学杂志通讯》上，其中声明说： “我们观察到亮度有两步变化，我们认为这是恒星表面的隔离层喷射导致。其他特征也会帮助我们揭秘剧烈爆炸的物理原因。”

不稳定的合作伙伴

J1808是一颗脉冲星，即从两极释放出高强度电磁辐射的、高速自转的中子星。它们自转速度相当快（J1808转速约400次/秒），因此从两极释放出来的能量束对于地球来说就像闪光灯一样，每当能量束朝向地球就闪烁一次。

像黑洞一样，中子星的巨大引力能吸引许多周围的物质，这些物质会聚集成为中子星边缘的一个巨大而扁平的旋转盘（被称为吸积盘）。根据最新的研究，J1808似乎长久以来都在从一个神秘天体内吸取氢气，它们组成了一个双星系统。这个天体比行星大而比恒星小，被笼统贬称为“褐矮星”。

研究者们写道，8月20日的巨大爆炸似乎是J1808与其褐矮星伙伴长期单向关系的结果。这颗中子星似乎近年来从它的邻居处吸取了太多氢气，因此聚集在一起的氢气成为了一片高温高压的“海洋”，逐渐靠近并包裹了星体表面。中子星的热量让这片海洋升温，核反应开始发生，氢原子核开始聚变为氦原子核。长此以往，这些新产生的氦气在星体表面构成了第二层大气，厚度达到数米。

“一旦氦气厚度达到数米，氦原子核就有条件聚变为碳原子核，” 同样自NASA的共同作者扎文·阿祖马尼安（Zaven Arzoumanian）在声明里写道，“之后氦气爆炸，热核的火种再也不可遏制，蔓延至整个中子星的表面。”

研究者们认为8月20日的爆炸是因为上述描述的这样，一个火球迅速点燃了氢气和氦气的两层大气，导致了如此剧烈的X射线暴的两次闪烁。（J1808和它的伙伴距离地球11000光年，在天文尺度上来讲，是相当近了）

上述解释符合ISS对这场爆炸的观察结果，但是还遗留了一个重要细节。X射线暴的两次峰值后，脉冲星还释放了较为微弱的第三次爆炸，比正常的脉冲闪烁亮度要强20%。研究者们说现在还无法知道是什么机制导致了最后一次爆炸。

『天文时刻』 牧夫出品

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欧洲空间局Proba-2卫星于2019年11月11日拍摄的水星凌日

Credit ：ESA