麻省理工學(xué)院MIT天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)“黑寡婦”雙星系統(tǒng)ZTF J1406+1222

2025-12-10 05:03:51 分類：時尚 閱讀(5)

麻省理工學(xué)院MIT天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)“黑寡婦”雙星系統(tǒng)ZTF J1406+1222
（神秘的黑寡婦地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：根據(jù)一項新研究，附近一顆恒星的麻省閃爍吸引了麻省理工學(xué)院（MIT）的天文學(xué)家們?nèi)パ芯烤嚯x地球3000光年的一個新的神秘系統(tǒng)。這顆奇怪的理工恒星似乎是一顆新的“黑寡婦雙星”--一顆快速旋轉(zhuǎn)的中子星或脈沖星，它正在慢慢吞噬一顆較小的學(xué)院現(xiàn)雙星系伴星，就像蛛形綱動物對它的天統(tǒng)伴侶所做的那樣。
據(jù)天文學(xué)家所知，文學(xué)銀河系中大約有二十幾個“黑寡婦雙星”。黑寡婦這個最新的麻省候選星被命名為ZTF J1406+1222，它的理工軌道周期是目前發(fā)現(xiàn)的所有恒星中最短的，脈沖星和伴星每隔62分鐘就會相互繞行。學(xué)院現(xiàn)雙星系這個系統(tǒng)特別不尋常，天統(tǒng)因為它似乎承載著第三顆遙遠的文學(xué)恒星，每1萬年圍繞著兩顆內(nèi)恒星運行。黑寡婦
這個可能的麻省“黑寡婦”三星系統(tǒng)正在引起人們對這樣一個系統(tǒng)如何形成的問題。基于它的理工觀察，MIT的團隊提出了一個起源故事。與大多數(shù)“黑寡婦雙星”一樣，這個三星系統(tǒng)可能來自一個被稱為球狀星團的密集的老恒星星座。這個特殊的星團可能已經(jīng)漂移到了銀河系的中心，在那里，中央黑洞的引力足以將星團拉開，而將“黑寡婦”三星系統(tǒng)保留下來。
“這是一個復(fù)雜的誕生場景，”麻省理工學(xué)院物理系的博士后研究員Kevin Burdge說。“這個系統(tǒng)在銀河系中漂浮的時間可能比太陽存在的時間還要長。”
Burdge是5月4日發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究的作者，該研究詳細介紹了該團隊的發(fā)現(xiàn)。研究人員使用了一種新的方法來檢測這個三星系統(tǒng)。雖然大多數(shù)“黑寡婦雙星”是通過中央脈沖星發(fā)出的伽馬射線和X射線輻射發(fā)現(xiàn)的，但研究小組使用可見光，特別是雙星的伴星發(fā)出的閃光，來探測ZTF J1406+1222。
Burdge說：“就‘黑寡婦’而言，這個系統(tǒng)真的很獨特，因為我們用可見光發(fā)現(xiàn)了它，還因為它的伴星很寬，而且它來自銀河系中心。關(guān)于它，我們?nèi)匀挥泻芏嗖涣私獾牡胤健５俏覀冇幸粋€新的方法來尋找天空中的這些系統(tǒng)。”
該研究的共同作者是來自多個機構(gòu)的合作者，包括華威大學(xué)、加州理工學(xué)院、華盛頓大學(xué)、麥吉爾大學(xué)和馬里蘭大學(xué)。
“黑寡婦雙星”的動力來自脈沖星--快速旋轉(zhuǎn)的中子星，是大質(zhì)量恒星坍縮的核心。脈沖星有一個令人眼花繚亂的旋轉(zhuǎn)周期，每隔幾毫秒就會旋轉(zhuǎn)一圈，并在這個過程中發(fā)射出高能量的伽馬射線和X射線。
通常情況下，脈沖星在燃燒掉大量的能量后會迅速旋轉(zhuǎn)并死亡。但是每隔一段時間，一顆經(jīng)過的恒星就會給脈沖星帶來新的生命。當(dāng)一顆恒星接近時，脈沖星的引力將物質(zhì)從恒星上拉下來，這為脈沖星的旋轉(zhuǎn)提供了新的能量。然后"回收"的脈沖星開始重新輻射能量，進一步剝離恒星，并最終將其摧毀。
Burdge說：“這些系統(tǒng)被稱為黑寡婦，因為脈沖星如何消耗回收它的東西，就像蜘蛛吃它的配偶一樣。”
迄今為止，每一個“黑寡婦雙星”系統(tǒng)都是通過脈沖星的伽馬射線和X射線閃爍來檢測的。作為第一次，Burdge通過伴星的光學(xué)閃爍發(fā)現(xiàn)了ZTF J1406+1222。
事實證明，伴星的白天一側(cè)--永遠面對著脈沖星的那一側(cè)--可能比它的夜晚一側(cè)熱很多倍，因為它不斷地從脈沖星那里接受高能量輻射。
“我想，與其直接尋找脈沖星，不如試著尋找它正在吞噬的那顆星，”Burdge解釋說。
他推斷，如果天文學(xué)家觀察到一顆亮度周期性變化巨大的恒星，這將是一個強烈的信號，表明它與一顆脈沖星組成了雙星。
星體運動
為了驗證這一理論，Burdge和他的同事們查看了茲威基瞬變設(shè)施所拍攝的光學(xué)數(shù)據(jù)，這是一個位于加利福尼亞的天文臺，可以拍攝夜空的寬場圖像。該小組研究了恒星的亮度，看看是否有任何恒星在大約一小時或更短的時間內(nèi)發(fā)生了10倍或更多的劇烈變化--這些跡象表明存在一顆緊緊圍繞脈沖星運行的伴星。
該小組能夠挑選出十幾個已知的“黑寡婦雙星”，驗證了新方法的準(zhǔn)確性。然后他們發(fā)現(xiàn)了一顆亮度變化為13倍的恒星，每62分鐘一次，表明它可能是一個新的“黑寡婦雙星”的一部分，他們將其標(biāo)記為ZTF J1406+1222。
他們在蓋亞空間望遠鏡的觀測中發(fā)現(xiàn)了這顆恒星，蓋亞是由歐洲航天局運營的太空望遠鏡，對天空中恒星的位置和運動進行精確測量。通過回顧幾十年前斯隆數(shù)字天空調(diào)查對這顆恒星的測量，研究小組發(fā)現(xiàn)這顆雙星被另一顆遙遠的恒星所跟蹤。從他們的計算結(jié)果來看，這第三顆恒星似乎每隔一萬年就會圍繞內(nèi)部雙星運行一次。
奇怪的是，天文學(xué)家們沒有直接檢測到雙星中的脈沖星的伽馬或X射線發(fā)射，這是確認(rèn)“黑寡婦”的典型方式。因此，ZTF J1406+1222被認(rèn)為是一個候選的“黑寡婦雙星”，該團隊希望通過未來的觀測來確認(rèn)。
Burdge說：“我們確定的一件事是，我們看到一顆白天比夜晚熱得多的恒星，每隔62分鐘就圍繞某物運行一次。一切似乎都指向了它是一個黑寡婦雙星。但是它有一些奇怪的地方，所以它有可能是一個全新的東西。”
該小組計劃繼續(xù)觀察這個新系統(tǒng)，并應(yīng)用光學(xué)技術(shù)來照亮天空中更多的中子星和“黑寡婦”。
相關(guān)報道：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)中子星在“黑寡婦”雙星系統(tǒng)中吞噬其褐矮星伴星
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：Techspot報道，天文學(xué)家經(jīng)常發(fā)現(xiàn)天體，這些天體突破了我們現(xiàn)有知識的界限。最近發(fā)現(xiàn)的一個雙星--可能是三星--系統(tǒng)表明，關(guān)于我們宇宙中的天體是如何工作的，我們?nèi)杂泻芏鄸|西需要學(xué)習(xí)。加州理工學(xué)院茲威基瞬變設(shè)施（ZTF）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的雙星系統(tǒng)。它就是被命名為ZTF J1406+1222的“黑寡婦”恒星系統(tǒng)。
周三，天文學(xué)家在《自然》學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于他們發(fā)現(xiàn)的論文。有幾件事使ZTF J1406+1222變得獨特。
首先，“黑寡婦”是一類罕見的雙星系統(tǒng)，其中一顆死亡的中子星，也被稱為脈沖星，圍繞著一顆富氫恒星旋轉(zhuǎn)--在這種情況下，是一顆褐矮星。隨著時間的推移，脈沖星通過從它身上吸取物質(zhì)并以高強度的伽馬輻射來摧毀它的伴星。
使這一事件變得奇怪的事情之一是，該脈沖星的移動速度非常非常快。雖然這是“黑寡婦”系統(tǒng)的典型行為，但這顆脈沖星打破了記錄，其軌道周期剛剛超過1小時--62分鐘。之前的記錄保持者是PSR J1653-0158，其軌道周期只有75分鐘。其他“黑寡婦”系統(tǒng)更多的是在8到9小時的范圍內(nèi)，這仍然是相當(dāng)快的。
“這個62分鐘的軌道周期是了不起的，因為我們不明白恒星如何能進入如此緊密的軌道，”該研究的主要作者Kevin Burdge說。“脈沖星吞噬其同伴的過程實際上應(yīng)該使它們分開。這突破了我們認(rèn)為可能的界限。”
“黑寡婦”雙星系統(tǒng)是非常罕見的。它們在20世紀(jì)80年代才被首次發(fā)現(xiàn)，從那時起，天文學(xué)家只發(fā)現(xiàn)了幾十個。這一個恰好是我們迄今為止觀察到的最接近的一個，這是使其獨特的另一點。
最后，讓人感到奇怪的是，第三顆恒星似乎與這個雙星系統(tǒng)有引力聯(lián)系，使其成為一個三體系統(tǒng)。這第三顆恒星屬于一個被稱為 “冷次矮星”的類別。這些天體的質(zhì)量和金屬都很少，主要由氫和氦組成。
這第三個天體的奇怪之處在于，從理論上講，它不應(yīng)該與ZTF J1406+1222聯(lián)系在一起。它距離這對星體大約600AU（1AU是地球和太陽之間的距離），而它的低質(zhì)量意味著幾乎任何恒星事件都應(yīng)該把它撞出軌道。從技術(shù)上講，ZTF J1406+1222的脈沖星形成時的超新星應(yīng)該把它從系統(tǒng)的引力控制中炸出來。
盡管ZTF J1406+1222似乎是一個新的“黑寡婦”雙星系統(tǒng)，但科學(xué)家們謹(jǐn)慎地指出他們的結(jié)果尚未得到證實。
Burdge說：“我們的數(shù)據(jù)表明我們正在觀測一個黑寡婦雙星系統(tǒng)，但它可能是一個全新的東西。”
該團隊正在等待美國宇航局錢德拉X射線天文臺來確認(rèn)其發(fā)現(xiàn)。