宇宙的疯狂:脉冲星冲撞或“撕裂”银河系
据西班牙《趣味》月刊网站5月10日报道,一颗脉冲星可能撞穿了银河系中心一个巨大的磁性结构,留下清晰可见的断裂,对其研究有助于我们了解银河系核心的动态。
撞向银河系中心的磁性纤维状结构听起来可能不是个好主意,但是一颗脉冲星就是这么做的。这颗以极快速度运动的中子星与银河系核心最引人注目的结构之一——被称为“蛇状结构”的磁性纤维状结构——相撞了。撞击的威力如此巨大,以至于在这条230光年长的磁性纤维状结构上留下了清晰可见的“裂痕”。这不是科幻小说中的情节,而是真实发生的情况,就在距离地球大约2.6万光年的地方,目前科学界正在努力了解到底发生了什么。
钱德拉X射线天文台、MeerKAT射电望远镜和甚大天线阵(VLA)联合展开观测,重构了这个疯狂的故事。但最重要的还是要归功于天体物理学家法尔哈德·优素福-扎德及其团队所做的深入分析,他们的研究成果发表在英国《皇家天文学会月刊》上。在研究论文中,作者提出了一个具有极陡峭光谱的射电源(脉冲星候选体)是造成“蛇状结构”中最明显的断裂之一——北部巨大断裂的原因。
“蛇状结构”是银河系中心最壮观的磁性纤维状结构之一。它的长度超过70秒差距(1秒差距约合3.2616光年),宽度不到0.5秒差距,因其相对直线的形态而引人注目,但出现了两处明显的中断。在这两个被称为“扭结”的地方,纤维状结构突然发生了变形。直到现在,它的起源还是个谜。
研究报告的作者解释说:“‘蛇状结构’的与众不同之处在于,其上有两个‘扭结’。这两个‘扭结’出现在纤维状结构变形最严重的地方。射电和X射线观测发现了一些惊人的现象:在主弯曲区域有一个紧凑的强烈发射源,在射电和X射线观测中都是如此,其光谱非常陡峭,这表明它是一颗脉冲星。”
像“蛇状结构”这样的磁性纤维状结构在银河系中心很常见,但很少会出现这种破坏情况。这些纤维状结构被认为是由带电粒子沿磁场线加速形成的,同时能产生类似同步加速器的辐射。然而,这些“裂痕”的出现表明,磁场的几何形状受到了严重干扰。
在主要“扭结”所在区域(编号为G359.13-0.20)探测到了一个极负光谱指数紧凑发射源。结合其射电光度,研究报告作者将其确定为脉冲星候选体。研究报告写道:“紧凑发射源陡峭的射电频谱表明它是一颗脉冲星,射电光度也与这一假设相符。”
然而,这并不是一颗普通的脉冲星。它的结构似乎具有“头尾”形态,这是快速移动的脉冲星与周围环境相互作用的特征。
据研究报告作者称,这个天体很可能以每秒500到1000公里的速度移动。这个速度相当于每小时360万公里,符合所谓的“踢力”:脉冲星在超新星爆炸后可能受到的不对称引力波。
如果这一假设得到证实,它不仅可以解释纤维状结构的断裂,还可以解释延伸的X射线和射电辐射的存在,其方向与脉冲星可能发生的位移方向一致。数据显示,扰动同时向南和向东延伸,支持了动态撞击的观点。
虽然脉冲星距离地球约2.6万光年,而且运行速度惊人,但它仍需要数百万年才能摆脱银河系的引力场。在此期间,它将继续在其经过的结构上留下痕迹。这个案例提供了一个独特的例子,说明一颗紧凑、快速移动的中子星如何改变规模庞大的结构,并为人类了解银河系中心的动力学提供了关键线索。
这项研究以世界级天文台的数据和对光谱的仔细分析为基础,标志着磁性纤维状结构研究迈出了重要一步。但它也提醒人们注意一些更广泛的问题:即使是宇宙中最小的、看似微不足道的物体,只要它们移动得足够快,也会引起巨大的变化。(编译/刘丽菲)