【博科园-科学科普】脉冲星是一颗巨大的恒星发生重力坍缩并在超新星中爆炸的残骸。这些残余(也称为中子星)密度非常大，有几个地球质量的地方挤在一个小国家的大小上。它们也有强大的磁场，这使它们能够快速旋转并发射出强大的伽马射线或x射线，这使得它们看起来像灯塔。
一个超级新星爆炸的残余旋转中子星的艺术图。图片版权：NASA, Caltech-JPL
在某些情况下脉冲星自旋速度特别快，只需几毫秒就能完成一次旋转。这些“毫秒脉冲星”仍然是天文学家的一个谜。在追踪之前的观察结果后研究人员在荷兰使用低频阵列(LOFAR)射电望远镜发现了一种脉冲星(PSR J0952？0607)，每秒钟旋转超过42000次，使其成为迄今为止发现的第二快的脉冲星。
这项研究描述了他们的发现标题为“银河磁场中最快速旋转的毫秒脉冲星”，最近发表在《天体物理学杂志通讯》上。由Utrecht大学的天体物理学家Cees Bassa博士和荷兰无线电天文研究所(ASTRON)领导的研究小组对PSR J0952进行了后续观察。0607毫秒脉冲星位于3200到5700光年之外。
用费米伽马射线太空望远镜拍摄的伽玛射线光。图片版权：NASA/DOE/International LAT Team
这项研究是由NASA的费米伽马射线太空望远镜(Fermi gammaray space telescope)最初确定的能量源的观测的一部分。这项调查的目的是为了区分费米探测到的伽马射线源，这可能是由中子星、脉冲星、超新星或黑洞周围的区域造成的。正如美国宇航局戈达德太空中心发现小组成员伊丽莎白·费拉拉在NASA的新闻发布会上解释的那样：
费米发现的大约三分之一的伽马射线源都没有在其他波长上探测到。许多这些非相关的来源可能是脉冲星，但我们经常需要从无线电天文台的后续行动来探测脉冲并证明它。在寻找他们的电磁光谱的极端末端有一个真正的协同作用。
他们的后续观察表明，这个特殊的来源是一个脉冲星，以每秒707转(Hz)的速度旋转，每秒钟达到42000转。根据定义这是一毫秒脉冲星。该研究小组还证实，它的质量约为1.4倍太阳质量，每6.4个小时就会被一个伴星绕轨道运行，这个伴星被剥离到低于0.05的木星质量。
这个轻量级伴侣的出现进一步说明了这个脉冲星的自旋是如此迅速。随着时间的推移，物质将被剥离出恒星，逐渐增加到PSR J0952? 0607。这不仅提高了它的自转速度，而且大大增加了它的电磁辐射。这个过程持续到今天，随着脉冲星变得更有活力，恒星变得越来越小。
脉冲星从伴星中吸取物质的概念图。图片版权：NASA
由于这种关系的性质(只能被描述为“同类相食”)，像PSR J0952这样的系统?0607常被称为“黑寡妇”或“红背”脉冲星。这些系统中的大部分是通过追踪费米任务所确定的来源而发现的，因为这一过程被认为会导致大量的电磁辐射被释放。
除了这一创纪录的脉冲星的发现之外，LOFAR的发现也可以表明，在我们的宇宙中有一个新的超快的旋转脉冲星。LOFAR从J0952的无线电频率约135兆赫，比常规无线电搜索的最低频率低45%。我们发现J0952有一个陡峭的无线电频谱，这意味着它的无线电脉冲在更高的频率上很快就会消失。这将是一个巨大的挑战，要在没有LOFAR的情况下找到它。
最快的旋转脉冲星PSR j1748 - 2446ad，旋转速度略快于PSR J0952?0607 -达到近43000转/秒的速度。但一些理论家认为脉冲星可以在分裂之前以72000转(几乎是两倍的速度)旋转。这仍然是一个理论，因为快速旋转的脉冲星很难被发现。
但在像LOFAR这样的工具的帮助下，这种情况可能会发生变化。例如PSR j1748 - 2446ad和PSR J0952 ?0607被证明有陡峭的光谱-很像射电星系和活跃的星系核。
正如在蒙特利尔麦吉尔大学(McGill University)的一名博士生ZiggyPleunis和该研究的合著者所指出：这可能是一个迹象，表明快速旋转的脉冲星正在等待被发现。
越来越多的证据表明，快速旋转的脉冲星往往具有最“陡峭”的光谱。由于LOFAR搜索对这些陡峭的无线电脉冲星更敏感可能会发现，事实上更快的脉冲星也确实存在，而且在更高频率的调查中也被遗漏了。
与许多其他天文研究领域一样，仪器和方法的改进也在允许新的和令人兴奋的发现。正如预期的那样我们发现的一些东西正迫使天文学家们重新思考一些关于某些现象的性质和极限的预先假设。
参考：NASA，天体物理学杂志
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
