在太空飛馳的脈衝星


美國國家電波天文台(National Radio Astronomy Observatory,簡稱 NRAO)天文學家弗蘭克·冼素(Frank Schinzel)等人利用費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)和顏斯基特大天線陣(Karl G. Jansky Very Large Array,簡稱 VLA)偵測到一顆脈衝星(pulsar)以超過時速四百萬公里(相當於每秒1,127公里)的超快速度在太空中急馳,宛如太空砲彈一般;這樣的速度,從地球到月球僅需六分鐘,比一般波霎的平均運動速度(約每秒240公里)還快五倍多,甚至超過九成九的天體運動速度,這些天文學家估計:這顆脈衝星最終將衝出我們的銀河系。

脈衝星,是極緻密、自轉極快的中子星,通常是大質量恆星超新星爆炸後遺留的殘骸。這顆新偵測到的太空砲彈編號為PSR J0002+6216(縮寫J0002)有一條長達13光年的狹窄電波輻射尾,直接指向超新星爆炸殘骸CTB 1,顯然這個超新星殘骸就是波霎的誕生地,在爆炸之時被踢出家門。上圖中氣泡狀的結構就是CTB 1,在地球上所見的視直徑約0.5度,與滿月差不多大。天文學家從擴張速度推測它大約是在一萬年前發生超新星爆炸。J0002則在距離CTB 1中心約五十三光年遠之處,冼素等人推測:J0002一開始的速度比超新星殘骸擴張速度還慢,但經過數千年後,殘骸殼層遭遇星際氣體並與之交互作用,使擴張速度減慢;而波霎如同砲彈般幾乎以定速前進,最後在約爆炸後五千年左右越過殘骸殼層,脫離超新星殘骸。

J0002脈衝星是2017年時透過Einstein@Home市民科學計劃發現的;這個計畫是利用科學志工的電腦在閒暇時處理費米累積超過十年的伽馬射線觀測資料,目前此計劃已經發現並確認二十三個伽馬射線波霎。J0002位在仙后座方向,距離約六千五百光年,自轉速度為每秒8.7圈,每自轉一圈就會製造一個伽馬射線脈衝。而由於它在太空中的運動速度過快,在運動方向的前方形成震波(shock wave),進而在後方形成磁能尾,加速其中的粒子而發出無線電波。但這些天文學家並不清楚究竟為何J0002會被加速到如此高速的狀態,這個問題將有待後續研究解答。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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