“中國天眼”,重要發現!

貴州的那口“大鍋”又有新發現。利用中國天眼(FAST),我國天文學家發現脈衝星輻射新形態——矮脈衝輻射,並揭示了脈衝星輻射瀕臨熄滅時其磁層結構基本不變的物理事實。更重要的是,這種脈衝星輻射形態是國際上其他射電望遠鏡難以觀測的。相關研究成果8月18日在線發表於《自然·天文》雜誌。

“中國天眼”全景(資料圖)。新華社記者 歐東衢 攝“中國天眼”全景(資料圖)。新華社記者 歐東衢 攝

一般而言,脈衝星旋轉時會週期性地輻射出射電信號。然而,在某些週期中,有些脈衝星的輻射會完全熄滅,這種現象被天文學家稱為脈衝消零。“由於脈衝星輻射熄滅後,完全沒有輻射,其磁層結構和物理特徵很難被探測,因此脈衝消零產生的物理機制一直難以確定。”論文通訊作者、中國科學院國家天文台研究員韓金林坦言。

巧合的是,在利用FAST進行脈衝星搜尋時,研究團隊在海量數據中發現了一顆非常特殊的脈衝星B2111+46。“我們原本以為這顆脈衝星已經脈衝消零,但仔細研究卻發現它仍然有零星闇弱且寬度很窄的脈衝。我們稱這樣的脈衝為矮脈衝。”韓金林解釋。

緊接著,研究團隊又對這顆脈衝星進行了兩個小時的驗證觀測,獲取了一百多個矮脈衝。這些脈衝在脈衝強度和寬度的分佈上與正常脈衝有明顯的區別,它們構成為一個獨立的輻射族群。同時,FAST對這些矮脈衝進行了精確的偏振測量。結果表明,與正常脈衝相比,矮脈衝輻射區域的磁層結構基本沒有改變,但矮脈衝更容易在高頻波段流量變得很強。

“脈衝星B2111+46相對比較年老,已經位於脈衝星的‘死亡穀’,因此脈衝消零的原因很可能是,年老脈衝星感應電勢和粒子加速能量不足引起的輻射不穩定。”韓金林說,脈衝星正常脈衝是在穩定加速大量帶電粒子、產生大量“雷暴”粒子滴所輻射出來的,而矮脈衝則是由這顆瀕臨死亡的脈衝星在脆弱不穩定狀態下形成的一個或少數幾個粒子滴所產生的。

研究團隊還在其他幾顆脈衝星的脈衝消零狀態中也檢測到了少量矮脈衝。這種極弱輻射模式的發現,為研究脈衝星輻射難題打開了一個新窗口,對揭示脈衝星磁層物理及其極端等離子體環境具有重要的科學意義。

來源:科技日報