这是中子星,不是黑洞!

上传 / 管理员 ·2016-12-18 天文学

论文标题 / DISCOVERY OF COHERENT PULSATIONS FROMTHE ULTRALUMINOUS X-RAY SOURCE NGC 7793 P13

作者 / F. Fürst, D. J. Walton, F. A.Harrison, D. Stern, D. Barret, M. Brightman, A. C. Fabian, B.Grefenstette, K. K. Madsen, M. J. Middleton

期刊 / The Astrophysical Journal Letters

发表时间 / 2016-11-03

数字识别码 / http://dx.doi.org/10.3847/2041-8205/831/2/L14

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撰文 Charles Day
翻译 访冬
审校 金庄维

当接近黑洞视界或中子星表面时,物质会急速下落并发出X射线。X 射线对下落物质施以向外的辐射压。到达临界值——爱丁顿极限(Eddington limit)——的时候,辐射压和引力将达到平衡,物质的进一步下落不再增强光度。

1980 年代,天文学家在银河系和周围星系中发现了一些点状 X 射线源,其光度超过中子星的爱丁顿极限至少一个数量级。科学家推测,这些所谓的“极亮X射线源”(ultraluminousx-ray sources , ULX)中藏有质量达10个太阳质量的黑洞,相当于中子星质量极限的3倍。现在发现的中子星 ULX 数量极少,第一个中子星 ULX 于2014年被发现。现在科学家又发现了第二个中子星 ULX。

最近,加州理工学院的Felix Fürst及其同事采用 NASA 的核光谱望远镜阵列发现 ULX NGC 7793P13(简称“P13”)发出0.42s的X射线脉冲,而这种相干脉冲只可能来自于中子星。中子星的旋转轴和磁轴一般不重合,这样才能发出脉冲信号,而黑洞并非如此。对中子星光度超过爱丁顿极限的现象进行解释并不难:如果中子星的磁场足够强大,下落物质将会沿漏斗状磁场聚集到磁极,而辐射从旁逃逸。问题是,在 P13 的情况中,光度表明磁场强度非常高,其漏斗必然非常狭窄。狭窄的漏斗会产生尖峰脉冲,而 P13 的脉冲信号呈正弦曲线。因此,中子星ULX如何“规避”爱丁顿极限依然是个谜团。

【文章来源】http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/news/10.1063/PT.5.7320?TRACK=RSS

【论文摘要】We report the detection of coherentpulsations from the ultraluminous X-ray source (ULX) NGC 7793 P13. The ≈0.42 snearly sinusoidal pulsations were initially discovered in broadband X-rayobservations using XMM-Newton and NuSTAR taken in 2016. We subsequently alsofound pulsations in archival XMM-Newton data taken in 2013 and 2014. Thesignificant (Gt5σ) detection of coherent pulsations demonstrates that thecompact object in P13 is a neutron star, and given the observed peak luminosityof ≈1040erg s-1(assuming isotropy), it is well abovethe Eddington limit for a 1.4 M accretor. This makes P13 thesecond ULX known to be powered by an accreting neutron star. The pulse periodvaries between epochs, with a slow but persistent spin-up over the 2013–2016 period. This spin-up indicates a magnetic field of B ≈ 1.5 × 1012 G, typical ofmany Galactic accreting pulsars. The most likely explanation for the extremeluminosity is a high degree of beaming; however, this is difficult to reconcilewith the sinusoidal pulse profile.

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颇有些“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离;双兔傍地走,安能辨我是雄雌?”的感觉~

2016-12-27 13:56:46

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