迄今最重中子星質量超2個太陽

2019年09月18日10:49  來源:科技日報
 

  科技日報北京9月17日電 (記者劉霞)美國科學家在16日出版的《自然·天文學》雜志撰文稱,他們發現了迄今最重的中子星J0740+6620,其距地球約4600光年,直徑約25公裡,質量約為2.17倍太陽質量,接近其被自身引力壓成黑洞的質量極限——3.2倍太陽質量。

  據美國太空網16日報道,J0740+6620是一種不斷旋轉的中子星——脈沖星,具體而言,是一種毫秒脈沖星,因為它每秒能快速旋轉數百圈。

  在最新研究中,天文學家通過一種名為“引力時間延遲效應”(Shapiro Delay)的現象測量了這顆脈沖星的質量。這一方法的原理如下:脈沖星與其白矮星伴星(一顆與中子星圍繞同一個軌道運行的小而致密的恆星)的引力會扭曲它周圍的時空結構,而這種扭曲程度與白矮星的質量成比例。從地球的角度看,脈沖星經過白矮星與地球連線時,這種扭曲會讓脈沖星發出的脈沖延遲數千萬分之一秒。科學家可以通過測量這些延遲計算出白矮星的質量,然后,通過分析脈沖星和白矮星相互環繞的方式,估算出脈沖星的質量。

  當一顆超新星爆發時,其內核會在自身引力的作用下坍塌。如果其內核的質量足夠大,它可能會形成一個連光都無法逃脫的黑洞﹔如果內核質量較小,將形成一顆中子星。中子星通常很小,直徑約為20公裡左右,但它們的密度極大。中子星的質量通常和太陽的質量差不多。一塊方糖大小的中子星,質量約為1億噸,相當於整個地球人類的質量,這使中子星成為除黑洞以外宇宙中最致密的物體。

  盡管科學家研究中子星已有數十年,但仍有許多謎團有待解開。例如,在中子星內部存在令人難以置信的壓力,這會將中子分解成更小的夸克組成的湯嗎?引力戰勝物質並形成黑洞的臨界點是多少?

  中國科學院國家天文台研究員張承民對科技日報記者表示,這次最大脈沖星質量精確測定有兩方面意義:一是奠定新的脈沖星質量極限﹔二是進一步研究中子星與白矮星系統的引力波輻射。此前隻在雙中子星系統實現引力波的測量。

(責編:趙竹青、呂騫)

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