钱德拉拍摄到摧毁伴星的蜘蛛脉冲星
影像来源: X射线: NASA/CXC/SAO; 可见光: NASA/ESA/STScI/AURA; 影像处理: NASA/CXC/SAO/N.Wolk
一组被称为“蜘蛛脉冲星”的死亡恒星正在吞噬它们所及范围内的伴星。来自NASA钱德拉X射线天文台的半人马座ω球状星团的数据帮助天文学家了解这些蜘蛛脉冲星是如何捕食它们的伴星。
脉冲星是一颗大质量恒星坍缩形成中子星后留下的旋转的致密核心。快速旋转的中子星能产生辐射束。就像旋转的灯塔光束一样，这种辐射可以作为一种强大的脉冲辐射源或脉冲星来观察。有些脉冲星每秒旋转几十到几百次，这些脉冲星被称为毫秒脉冲星。
蜘蛛脉冲星是一类特殊的毫秒脉冲星，因其对轨道上的小型伴星造成的破坏而得名。通过从蜘蛛脉冲星流出的高能粒子流，脉冲星伴星的外层被有条不紊地剥离。
天文学家最近使用帕克斯和MeerKAT射电望远镜在半人马座ω发现了18颗毫秒脉冲星，距离地球约17,700光年。来自加拿大阿尔伯塔大学的两位天文学家随后查看了钱德拉的半人马座ω的数据，看看是否有毫秒脉冲星发出X射线。
他们发现了11颗发射X射线的毫秒脉冲星，其中5颗是集中在半人马座ω中心附近的蜘蛛脉冲星。研究人员接下来将半人马座ω的数据与钱德拉对其他12个球状星团中26颗蜘蛛脉冲星的观测结果相结合。
一张半人马座ω的X射线和光学特写图像显示了一些蜘蛛脉冲星的位置。蜘蛛脉冲星是一类特殊的毫秒脉冲星，因其对轨道上的小型伴星造成的破坏而得名。
影像来源: X射线: NASA/CXC/SAO; 可见光: NASA/ESA/STScI/AURA; 影像处理: NASA/CXC/SAO/N.Wolk
根据被摧毁恒星的大小，有两种蜘蛛脉冲星。“红背”蜘蛛脉冲星正在破坏质量在太阳十分之一到一半之间的伴星。与此同时，“黑寡妇”蜘蛛脉冲星正在破坏质量不到太阳5%的伴星。
研究团队发现了这两类蜘蛛脉冲星之间的明显差异，红背蜘蛛脉冲星在X射线中比黑寡妇蜘蛛脉冲星更亮，这证实了之前的工作。该团队首次展示了蜘蛛脉冲星的X射线亮度和伴星质量之间的一般相关性，产生更多X射线的脉冲星与质量更大的伴星配对。这提供了明确的证据，证明蜘蛛脉冲星伴星的质量会影响恒星接收的X射线剂量。
钱德拉探测到的X射线主要被认为是当从脉冲星流出的粒子风与从伴星吹走的物质风碰撞并产生激波时产生，类似于超音速飞机产生的激波。
蜘蛛脉冲星与伴星之间的距离通常只有地球与月球之间距离的1到14倍。从宇宙的角度来说，这种近距离导致脉冲星产生的高能粒子对伴星的破坏性特别大。
这一发现与科学家们建立的理论模型一致。因为更大质量的恒星产生更密集的粒子风，当它们的风与脉冲星的粒子碰撞时，会产生更强的激波——产生更亮的X射线。伴星与脉冲星的距离很近，这意味着X射线和脉冲星的风会对恒星造成重大损害。
钱德拉敏锐的X射线视野对于研究球状星团中的毫秒脉冲星至关重要，因为它们通常在天空的一小部分包含大量的X射线源，使它们很难彼此区分。半人马座欧米伽的几颗毫秒脉冲星有其他不相关的X射线源，距离它们只有几角秒。（1角秒是在2.5英里外看到的一分钱的大小。）
描述这些结果的论文将发表在12月出版的《皇家天文学会月报》上，并可在网上获得该论文的预印本。该论文的作者是来自加拿大阿尔伯塔大学的Jiaqi (Jake) Zhao和Craig Heinke。
NASA马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
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