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宇宙罕見組合!恆星吞掉中子星後又吐出來 天文學家驚呆了
中國天文學家團隊發現宇宙中一對極為罕見的宇宙雙星,該對雙星由一顆每秒旋轉近百次的毫秒脈衝星(Pulsar),與一顆遭部分剝離的氦星(helium star)所構成,兩者以極為緊密的軌道互相環繞。這是人類首次觀測到毫秒脈衝星與氦星伴星共存的天體系統,研究成果已於今年5月發表於《Science》期刊。美國雜誌《天文學》(Astronomy)報導,這顆脈衝星編號為PSR J1928+1815,最初由天文學家透過號稱「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope;FAST)於2020年5月發現,並在同年稍晚展開後續觀測。研究團隊確認,這顆毫秒脈衝星與其伴星間的軌道極為緊密,距離相當於太陽至小行星帶外緣的距離,但兩者的公轉周期僅為3.6小時,遠快於主小行星帶繞日所需的數年時間。研究人員推測,這個雙星系統最初由兩顆普通恆星構成,其中質量較大的恆星先耗盡燃料並發生超新星爆炸,留下緻密的中子星;質量較小的伴星則緩慢演化並逐漸膨脹,由於兩顆星星相距接近,中子星開始從伴星吸取物質,並因此加速自轉。然而,隨著伴星失去物質,內部引力減弱,使其進一步膨脹,最終外層氣體包覆住中子星,此階段稱為「共有包層(common envelope;CE) 」階段,兩顆星會在包層中產生摩擦,軌道持續縮短並加熱包層氣體,直到約1000年後,伴星外層被脈衝星能量與摩擦加熱所驅散,僅剩下其富含氦的內核,成為目前觀測到的氦星。這項發現是首度實際觀測到毫秒脈衝星與氦星伴星共構的系統,驗證長期以來的理論預測。領銜這項研究的中國科學院教授韓金林表示,「這種組合不是透過正常的恆星演化產生,形成過程非常特殊。」至於論文第一作者楊宗霖補充,氦星階段在恆星一生中非常短暫,僅約1000萬年,因此天文學家觀測到這樣的組合極為罕見。研究團隊估計,整個銀河系中此類雙星系統僅有數十對。不過也有天文學家對此發現提出挑戰,美國加州大學聖塔克魯茲分校(University of California, Santa Cruz;UC Santa Cruz, UCSC)的天文學教授拉米雷斯-魯伊斯(Ramirez-Ruiz)指出,如果雙星系統在超新星爆炸後失去超過一半總質量,應當會彼此分離。他則推測,或許是超新星爆炸的不對稱反衝將中子星推向伴星,讓雙星系統得以維持結合,也不排除原本為三合星系統,最終合併成如今的樣貌。無論雙星系統的起源為何,天文學家皆指出,此一重大發現有助於專家了解「共有包層」階段的過程,也對研究重力波來源的中子星合併具重要意義,未來如果氦星再度膨脹並供應更多物質給脈衝星,不僅可能進一步加快其自轉,也可能釋放出強烈X射線,甚至產生可偵測的重力波。韓金林表示,研究團隊至今已發現近770顆脈衝星,未來將持續利用FAST深入觀測,希望找到更多奇特的宇宙系統。
科學家用「霍金理論」預測宇宙終結時間 驚覺比原先「早得多」
荷蘭拉德堡德大學(Radboud University)的研究團隊近日公布一項震撼宇宙學界的研究成果。他們基於霍金輻射理論,推算出宇宙將終結的時間,發現這一刻可能比過去的科學估算「早得多」。根據外媒的報導,霍金輻射理論源自已故著名物理學家史蒂芬霍金(Stephen Hawking),他提出黑洞會隨時間洩漏輻射,最終蒸發殆盡。荷蘭研究人員將這一理論擴展應用至宇宙中的其他天體,如中子星與白矮星,發現它們也可能經歷類似的能量耗散與消散過程。這項新理論推估,宇宙將在大約10的78次方年後走向終結,這個數字雖然對人類來說仍是難以想像的遙遠未來,但比起過去學界推測的10的1100次方年,已大幅提前。拉德堡德大學的主要研究者海諾法爾克(Heino Falcke)指出,「這意味著宇宙的最終終結其實比我們預期的要早許多,但幸運的是,距離現在仍是難以想像的遙遠未來。」據《Phys.org》報導,這項研究是一項橫跨天文物理、量子物理與數學領域的創新合作,帶來對宇宙未來命運的嶄新視角。研究合著者沃爾特(Walter van Suijlekom)表示:「透過探討這些極端情況,我們希望能更深入理解霍金輻射的本質,並進一步揭示其背後的理論機制。」儘管宇宙的終結仍是千億億年後的事,人類文明的存續卻有可能遠遠提前終止。史蒂芬・霍金生前曾警告,地球可能在2600年前後因核戰、全球暖化與基因工程病毒等人為災難而滅亡。美國太空總署(NASA)也曾針對地球面臨的危機發出警告。NASA指出:「人類造成的全球暖化影響正在發生,並且對現今人類而言已是不可逆的。只要溫室氣體持續排放,這些影響就會不斷加劇。」
「中國天眼」7年來發現上千顆脈衝星 數量遠超國際其他望遠鏡總和
大陸央視報導,中國科學院國家天文台26日透露,位於貴州的500米口徑球面射電望遠鏡FAST自調試以來,發現的脈衝星數量突破一千顆,超過同一時期國際其他望遠鏡發現脈衝星數量的總和,貢獻了脈衝星領域多項重大成果,這對於理解脈衝星的形成和演化及檢驗前沿物理規律等具有重要意義。脈衝星是宇宙中一種旋轉的中子星,是中等品質恒星消亡後演變而成的,因其不斷地發出電磁脈衝信號而得名。專家指出,截至2024年11月,FAST發現的脈衝星數量已經突破一千顆,超過同一時期國際上其他望遠鏡發現脈衝星數量的總和。從FAST在2017年10月發現首顆脈衝星至今,大陸國內科研團隊通過對銀河系盤區開展脈衝星快照巡天觀測的方式,發現了750餘顆脈衝星,其中包括偶發脈衝星、毫秒脈衝星、脈衝星雙星系統等,另外通過漂移掃描多科學目標同時巡天、球狀星團脈衝星巡天等觀測模式,也有200餘顆脈衝星被發現。中國科學院國家天文台研究員韓金林表示,銀河系盤區是恒星聚集的地方,大量的恒星在這邊演化,最後形成了脈衝星。團隊發現的脈衝星當中,其中有一部分脈衝星輻射特徵特別奇特,它們僅僅偶發一些脈衝,幾分鐘發一個,所以這些脈衝星是非常重要的,過去人類是不知道的。脈衝星輻射是長達半個世紀的難題,FAST高靈敏度的觀測,為解決這些難題提供了新的線索。據瞭解,除了對脈衝星的監測,中國天眼FAST自正式開放運行以來,還在快速射電暴、中性氫、納赫茲引力波等多領域取得了多項重要原創性成果,其中發現最短軌道脈衝星雙星、捕捉納赫茲引力波信號的初步證據等突破性進展,極大提高了中國在國際射電天文領域的話語權。中國科學院國家天文台副台長、FAST運行和發展中心主任姜鵬稱,批量地發現脈衝星是提供一種機遇,就是產生重大科學發現的這種機遇。現在僅用幾年時間,就走到了最前沿,它對檢驗一些前沿的物理規律,比如愛因斯坦廣義相對論等,有著非常重要的意義。可以說為人類認識宇宙太空奧祕,作出了中國的貢獻。
中國發射衛星觸發「國家級警報」 真實身分揭密…是愛因斯坦探針衛星
國防部今(9日)下午3點多發布國家級警報,警告中國發射衛星飛越南部上空,要民眾注意安全,若發現不明物體,通報警消人員處理。隨後也發表聲明,提到中國在四川西昌衛星發射中心,執行某型運載火箭搭載衛星發射任務,而該衛星的詳細資訊也曝光了。國防部公布,中國今天上午9點58分左右在四川西昌衛星發射中心,執行長征運載火箭搭載衛星發射任務,該火箭飛行路徑經過台灣西南空域上空,高度位於大氣層外。同時強調,國軍運用聯合情監偵系統,周密掌握相關彈道動態、軌跡等資訊,適切警戒與應處。此外,央視也發布快訊,提到西昌衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭,成功將「愛因斯坦探針衛星」發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務圓滿成功;該任務是長征系列運載火箭的第506次飛行。中國本次發射的是「愛因斯坦探針衛星」。(圖/翻攝自微博)據了解,中國本次發射的「愛因斯坦探針衛星」(Einstein Probe),是中國科學院空間科學先導專項研製發射,能精準捕捉到更加遙遠和暗弱的暫現源和爆發天體,探尋來自引力波源的X射線信號,對研究恆星活動、黑洞和中子星等緻密天體的形成、演化、並合等過程具有重要科學意義。長徵二號丙運載火箭副總設計師崔照雲透露,本次發射的衛星,是國內首顆大視場X射線天文衛星,用於捕捉愛因斯坦預言的黑洞及引力波電磁對應體等天文現象,這次任務有容不下一粒灰塵的「豌豆公主」,因此載荷上安裝了幾台高級相機,對鏡頭潔淨度的要求非常高,操作人員甚至做了「防塵處理」。
宇宙奇觀!驚見巨大「幽靈骷髏手」、木星表面浮現「詭異人臉」
宇宙總是充滿著神祕,據《CNN》報導,隨著萬聖節到來,一些天文圖像令人不禁毛骨悚然。其中,包括木星上因其雲層和風暴而浮現的詭異人臉,以及太空中巨大的幽靈骷髏手,這些驚奇的景象引人不禁感嘆宇宙奧妙。根據《CNN》報導,這張「詭異人臉」可透過JunoCam 網站上觀看,自2016年開始,朱諾號的任務是負責繞行木星及其最大的衛星,在9月7日進行第54次靠近飛越太陽系最大行星的任務時,朱諾號位在行星雲層上方約 7700 公里。攝像儀捕捉到了木星北部區中旋渦狀的雲和風暴,分別沿著行星明暗的分界線,將白天區域和夜晚區域清晰劃分,因陽光的角度增加了影像張力。只見,詭異的臉孔似乎從大氣中浮現出來,這種現象被稱為「空想性錯視」,使得觀察者會在隨機圖案中發現面孔和其他可識別的物體。而另外貌似「幽靈骷髏手」的照片在NASA展示,骷髏手星雲其實早在2001年就被發現,NASA結合了兩台X射線望遠鏡來觀察該星雲。X射線在1895年被物理學家威廉倫琴(Wilhelm Röntgen)發現,並用來替妻子手骨成像,如今,NASA利用 X射線望遠鏡,揭露了「骷髏手星雲」在太空中的真面目。NASA透過X射線太空望遠鏡捕捉到如幽靈骷髏手的脈衝星風雲。(圖/截自CNN網站)通常X射線望遠鏡(X-ray telescope),是一種用來探測地球大氣層以外的X射線並將其成像的儀器,使用在波長比紫外線更短的電磁波。而「骷髏手星雲」原是一顆1500年前巨大恆星爆炸後所留下的殘骸,也被稱為脈衝星風雲「MSH 15-52」,當恆星坍塌時,會形成高密度的中子星,環繞在中子星週圍的強烈磁場,又稱為脈衝星,現距離地球約1萬6千光年。早在2001年,當代最重要的X射線望遠鏡「錢卓拉X射線天文台」首次觀測到脈衝星「PSR B1509-58」,發現它的脈衝星風雲「MSH 15-52」類似人手,因此被稱為宇宙之手或上帝之手。而脈衝星位於手型星雲「手掌」的底部。之後,NASA在20多年後,利用最先進的 X射線太空望遠鏡(IXPE)花了 17 天觀測「MSH 15-52」,顯示的內部變化,也是(IXPE)自2021年12月起,最久的一項觀察時間紀錄。領導研究的史丹佛大學物理學教授羅傑羅馬尼(Roger Roman) 表示,「IXPE數據為我們提供了第一張『手』的磁場圖」,產生X 射線影像的帶電粒子沿著磁場流動,決定了星雲的基本形狀,就像人手中的五根骨頭一樣。