哈勃太空望遠鏡首度發現中子星有紅外瀰散輻射區

美國賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）等機構以天文學家白天娜·波塞爾特（Bettina Posselt）副教授為首硏究團隊，透過哈勃太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）觀察中子星RX J0806.4-4123，發現有不尋常的紅外光是從這顆中子星鄰近之處輻射出來的，顯示這顆中子星旁可能有以前沒見過的新特徵。波塞爾特等人認為有幾種可能的解釋：其中一種可能是中子星周圍有塵埃盤（dusty disk）環繞，另一種可能是來自中子星的強勁脈衝風，衝擊中子星正在經過的星際氣體的結果。這項發現或許有助於天文學家瞭解中子星的演化過程。

中子星是大質量恆星生命末期發生超新星爆炸後的殘骸，密度非常高，常伴有強烈磁場與非常快速的自轉，所發出的輻射會如同燈塔一般以固定頻率掃過地球，故又有「脈衝星（pulsar）」之稱。以RX J0806.4-4123為例，它自轉一圈僅需11秒；有些甚至是一秒自轉數十次之多。天文學家常以低頻的電波和X射線等高能輻射波段來研究中子星，不過最新研究顯示也能以紅外波段針對中子星進行研究。

RX J0806.4-4123屬於一群鄰近的七顆X射線脈衝星群，這群脈衝星被暱稱為「七俠蕩寇誌（the Magnificent Seven，電影名）」，每顆都比它們它們這個年齡以及考慮自轉能量損耗等狀況後該有的溫度還熱。Posselt等人觀測到中子星周圍有塊廣大的瀰散紅外輻射區，估計寬度約達200AU左右。這是第一個觀測到有僅在紅外波段有瀰散訊號（extended signal）的中子星。

這些天文學家推測可能造成紅外瀰散訊號的原因，第一個是中子星周圍有物質盤，盤中物質絕大部分是塵埃。有理論認為這些可能超新星爆炸向外拋出的物質，還有一部份爆炸前的前身恆星物質，在超新星爆炸後逐漸落回中子星，故又稱為「回降盤（fallback disk）」。這些回降物質與中子星交互作用下，會使中子星加熱，並使中子星自轉速度變慢。如果確定RX J0806.4-4123的紅外瀰散訊號是這個超新星回落盤，那麼終將改變我們對中子星演化的「常識」。

第二種可能的猜測，是「脈衝星風星雲（pulsar wind nebula）」。來自中子星的帶電粒子，被自轉快且磁場強的中子星產生的電場加速向外流出而形成脈衝星風。由於中子星在星際空間中以超過聲速的速度運動，當穿越星際介質時，會在中子星運動前方，星際介質和波霎交鋒處產生一道震波（shock）。震波中的粒子會發出同步輻射（synchrotron radiation），由此產生所觀測到的紅外瀰散訊號。脈衝星風星雲通常可見於X射線波段，如果這種解釋是正確的，那麼RX J0806.4-4123是唯一在紅外波段觀測到波脈衝星星雲的，如此特異的狀況，當然讓天文學家們相當興奮。

由於不確定那一種解釋是正確的，這些天文學家計畫未來韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）升空之後，將繼續在紅外波段進行探索，以便能進一步瞭解中子星的演化概況。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁；新聞訊息由林景明提供】