不同寻常的双子星系统——宇宙奥秘的突破

内容简介:2020年7月8日,一个国际天文学家团队在《自然》杂志上发表了一关于双星系统的突破性发现,该团队发现一颗名为PSR J1913 + 1102的快速旋转的中子星(即脉冲星)与另一颗密度较大的恒星残骸运行在同一轨道上,两者将在大约4.7亿年内相撞,届时将释放出引力波和光的巨大能量。该双星系统是有史以来观测到的质量最不对称的中子星双子星系统,两者的碰撞可为分析中子星构成提供新思路。

新发现的脉冲星,PSR J1913+1102,双星对应阿雷西博天文台 / 中佛罗里达大学 - 威廉刚萨雷斯和安迪托雷斯

一个国际天文学家团队在2020年7月8日在《自然》杂志上发表了一项关于双星系统的突破性发现。一颗名为PSR J1913+1102的中子星(即脉冲星)在高速旋转中与另一颗密度极大的恒星残骸同在一段狭窄的轨道上运行,预计将在4.7亿年内相撞——在宇宙的时间尺度上看,这时间并不漫长。一旦相撞,它们将会以引力波和光的形式释放出巨大的能量。

二者引起人们浓厚兴趣的地方在于它们的不同。事实上,波多黎各的阿雷西博射电望远镜观测到的这个系统,是迄今为止发现的最不对称的合并中子星双星系统。它的存在表明在太空中有很多类似的系统,它们灾难性的碰撞可以为人们了解中子星的神秘构成提供新的视角,甚至有助于确定一个更精确的宇宙膨胀率(哈勃常数)

有趣的是,研究人员认为,2017首次探测到的中子星合并,可能是这种不对称双星系统导致的。

来自英国安东格利亚大学的首席研究员罗伯特费德曼在一份声明中说:“虽然可以用其他理论解释GW170817,但我们可以认为,质量明显不同的中子星母系统,类似于PSR J1913+1102系统,就是一个非常合理的解释。也许是更为重要的,这一发现强调存在着更多这样的系统,它们构成了超过十分之一的中子星双星系统。”

在这些双星系统中,质量不等的恒星可以产生比等质量恒星更壮观的合并。这两颗恒星碰撞时在瞬间释放的巨大能量,据估计超过了宇宙中所有恒星的总和的几十倍。大量的物质被释放,也使这一事件迸发出更明亮的光芒。

费德曼解释说:“因为一颗中子星要大得多,它的引力影响会扭曲它的伴星的形状——在它们真正合并之前剥离掉大量物质,并有可能彻底破坏它。与等质量的双星系统相比,这种‘潮汐瓦解’会喷射出更多的热物质,从而产生更强的辐射。”

来自德国波恩的马克思普朗克射电天文研究所的保罗弗雷尔博士补充说:“潮汐瓦解将使天体物理学家获得关于构成这些密度极大的物体内部的外来物质的重要新线索。目前这种物质仍然是一个巨大的谜团——它的密度如此之大,以至于科学家们始终不知道它实际是由什么构成的。”

相关知识

中子星 (英语:neutron star),是恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽,当它们最终转变成铁元素时便无法从核聚变中获得能量。失去热辐射压强支撑的外围物质受重力牵引会急速向核心坠落,有可能导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸,或者根据恒星质量的不同,恒星内部区域被压缩成白矮星、中子星或黑洞。

若是白矮星被压缩成中子星,过程中恒星遭受剧烈的压缩使其组成物质中的电子并入质子转化成中子,直径大约只有十余公里,但上面一立方厘米的物质便可重达十亿吨,且旋转速度极快。由于其磁轴和自转轴并不重合,磁场旋转时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一灭的方式传到地球,有如人眨眼,此时称作脉冲星。

一颗典型的中子星质量介于太阳质量的1.35到2.1倍,半径则在10至20公里之间(质量越大半径收缩得越小),也就是太阳半径的30,000至70,000分之一。因此,中子星的密度在每立方公分8×1013克至2×1015克间,此密度大约是原子核的密度[1]。

作者:Katy Pallister

FY:呛呛

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令人震撼的图像首次展现了双子星诞生的复杂过程

天文学家们首次获得了双子星系统在形成初期的高分辨率图像,它比我们预想的还要迷人。

Wiki

作为地球人,我们习惯于星星绕着太阳转。但是在更广阔的的宇宙中,大多数恒星都拥有自己的小星球家庭或者恒星系统。在那里,两颗或更多的恒星因引力而联系在一起。

Universetoday

在这些图像中出现的双子星系统,[BHB2007] 11双子星,处于距离我们至少600光年的管状星云中。管状星云是一团暗云,这团暗云充满了星际灰尘和气体。它孕育了整个恒星群,包括这个双子星宝宝。

(ESO/NAOJ/NRO),阿尔维斯等人

当恒星诞生时,它们被一种旋涡包围着,这种旋涡叫环星盘。如果有不止一颗恒星在环星盘中诞生,质量就会不断地从周围物质的中脱离并融入年轻的恒星之中,环星盘的结构也会因此变得更复杂。

scitechdaily

天文学家已经看到了围绕着[BHB2007]11星盘结构的大致轮廓,虽然这个结构令人困惑,但是这一发现让他们可以窥视到结构内部,从而揭示这两个亮点周围的复杂网络。网络中舞蹈着气体和灰尘细丝。

用ALMA观察到的[BHB 2007]11星盘结构的放大。(MPE)

为了获得如此高分辨率的图像,由德国马克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)的研究人员领导的国际天文学家团队使用了ALMA(阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列),这个由66个天线组成的大型阵列位于智利。

wikimedia

这对恒星不仅有各自的小星盘,还拥有一个共同的大星盘,通过一个复杂的尘埃网络,小星盘缓慢并且稳定地吸收着大星盘。

该团队估计,物质以每年约0.01木星质量的速度落入双子星,尽管其中一颗恒星体积更大,并且因此正在以更高的速度从它的星盘中吸收物质--你可以看到这是上面图像底部比较明亮的区域。

“我们终于描绘出了这对年轻双子星复杂的结构,‘养料网’是它们与星盘的纽带。目前看来,恒星的形成存在重要的制约因素。”MPE天文学家Paola Caselli说。

研究人员有一套关于双子星诞生的理论。经过观测,双子星系统的诞生过程与我们理解中的完全一致,这非常令人兴奋。尽管也有人指出,我们需要研究更多年轻的双子星系统,从而进一步确认理论的正确性。呈上照片,我们说。

双子星是一个恒星系统,由两颗围绕共同重心旋转的恒星组成。由两颗及以上恒星组成的系统称为多星系统。当我们遥望这些星系时,它们看起来通常只是一个光点。只有通过其它的方式观察,才能将其中的恒星区分开。

sci-news

双星一词通常与双子星同义。然而,双星也可以指光学双星。之所以称它为光学双星,是因为从地球上看,两颗星星相聚很近,几乎叠在一起。然而,它们的“双重性”仅仅依赖于这种光学效应。恒星们本身相聚很遥远,并且没有物理上的联系。双星可以通过视差测量、适当运动或径向速度的差异来揭示其光学性质。大多数已知的双星还没有得到充分的研究,以确定它们是光学双星还是通过引力结合成多星系统的双子星。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciencealert-阿伦戴尔的海鸥

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向左璀璨,向右黯淡--十大命途迥异双子星

去年夏天皇马放走莫拉塔而留下赫塞,但是本赛季至今,两位西班牙前锋的表现却有天壤之别,赫塞在皇马鲜有上场机会,而莫拉塔则在尤文图斯打进11球、奉献4次助攻。

足坛还有很多像这样的双子星,他们成名后的职业生涯形成了巨大的差距,当年被国米给予厚望的兰伯特早就不知去向,而作为“搭头”的萨内蒂却成为了球队传奇。新世纪以来这样的双子星又有哪些呢?在这里我们为大家选出最有代表性的十组。

【TOP10:宋博轩&冯仁亮】

当年宋博轩和冯仁亮作为“火车头双子星”一起加盟上海申花,冯仁亮在布拉泽维奇手下如鱼得水,不仅入选了国家队,还得到了中超霸主广州恒大的召唤。可是在恒大,冯仁亮始终得不到信任,里皮宁愿使用“防守型右前卫”冯俊彦,也很少给冯仁亮机会。与此同时,宋博轩在申花大放异彩,甚至被赞“贝尔附体”。加盟国安后,宋博轩虽然经历伤病,但在本赛季很好的顶替了张稀哲留下的空缺,在国安的连胜征途上发挥了不可或缺的作用。

【TOP9:托雷斯&雷耶斯】

03年世青赛,托雷斯和雷耶斯成为西班牙队中最闪亮的新星。可是从德国世界杯开始,托雷斯迎来了职业生涯的巅峰,而身穿10号却打了满满一缸酱油的雷耶斯,很难在国家队和俱乐部找到主力位置。转会切尔西后的托雷斯也遭遇了低谷,这让他俩的人生际遇又有些相似。托妞距离真正的大满贯只差英超和西甲,而这两样恰好雷耶斯都有。对于整个职业生涯都不算耀眼的雷耶斯来说,也算半个“人生赢家”了。

从前有个西班牙球员,享有金童的美誉,为梦想来到英格兰,但他的球队多年无冠;为荣誉来到新球队,因为伤病只能打替补,他的球队却跨过巴萨拿到冠军……那是你雷耶斯叔叔。

【TOP8:佩德罗&博扬】

博扬很早就被视为梅西的接班人,6-2皇马一战带着玩闹的心情登场,标志着巴萨新老交替,而当时的佩德罗还没有为一线队进过球。可当巴萨夺得西班牙超级杯、欧洲超级杯和世俱杯的时候,佩德罗成了首功之臣,博扬却在瓜帅手下渐渐失宠。随后的佩德罗越战越勇,而博扬或许是受学业的影响,一直与大赛无缘,也在巴萨失去位置。经过一番辗转流浪,总算在斯托克城站稳脚跟,可是命运多舛的他,却在今年初经历重伤后赛季报销,可谓天妒英才。

【TOP7:厄齐尔&马林】

当年的马林和和厄齐尔分列不莱梅两个边路,以娴熟的技术不断为队友创造机会,被誉为德国足球的双子星。不过南非世界杯却是两个人命运的分水岭,厄齐尔是绝对主力,有着惊艳的发挥,而马林却只能在垃圾时间登场。南非世界杯后,厄齐尔来到皇马,跻身巨星行列。虽然在加盟枪手后,厄齐尔因状态起伏而经常遭人诟病,但他对于枪手的重要性也是毋庸置疑的,而马林经历切尔西和塞维利亚的漂泊,天赋和灵气早已不在。

09年德国称霸欧青赛,队中数人都成了后来世界杯夺冠的主力:诺伊尔、赫迪拉、厄齐尔、博阿滕、胡梅尔斯、赫韦德斯,而马林的发展却不尽如人意。

【TOP6:马塞洛&德伦特】

07年夏天,随着卡洛斯离队,两位年轻边后卫在皇马获得了机会,一位是600万买进的马塞洛,一位是价值1400万的欧青赛MVP德伦特(为了他,皇马还放弃让马塔升入一队,导致马塔一怒之下转会瓦伦西亚)。两位新人在最初的几个赛季因为防守端意识差、进攻端挥霍机会,遭到了皇马球迷的狂嘘。德伦特从此一蹶不振,主动要求被排除在比赛名单之外;而心理素质更好的马塞洛则成为皇马和巴西队的主力左后卫,还入选过国际足联最佳阵容。

【TOP5:本泽马&本-阿尔法】

2004年,法国国青队首夺U17欧青赛冠军,纳斯里、梅内、本-阿尔法和本泽马,被誉为“87四小天鹅”。其中“双本”都来自里昂青训营,本-阿尔法更早展露锋芒,可是缺乏团队意识的他始终没有从天才变成球星。如今的本泽马在皇马大杀四方,本-阿尔法却面临着提前退役的窘境。利扎拉祖就曾犀利地指出,本-阿尔法的天赋可以与齐祖相比,但智商却不到本泽马的一半。这也难怪本-阿尔法成为了“四小天鹅”中星途最惨淡的一位。

当年的法国四少,也只有本泽马在国家队能确保主力的位置,其他几位的现状都令人唏嘘。

【TOP4:内马尔&甘索】

桑托斯队盛产双子星,比如罗比尼奥和迭戈,可惜他们一直没能打出“球王接班人”的水准。,当内马尔与甘索再度联袂展现出惊人天赋时,人们把14年巴西本土夺冠的希望都寄托在这两位“妖人”身上,可是当内马尔渐渐成为巨星时,甘索演砸了美洲杯。他的身体对抗和配合意识令人大失所望,欧洲豪门纷纷放弃出钱购买这样的“玻璃人”。美洲杯后,甘索的10号球衣归内马尔所有,身价也大幅跌落,最终无缘巴西世界杯的大名单。

【TOP3:C罗&夸雷斯马】

里斯本竞技为葡萄牙培养出不少边路天才,其中就包括C罗和夸雷斯马这一对绝代双骄。相较彼时稚嫩的C罗,夸雷斯马更受球队青睐,出色的盘带和外脚背绝活让他成了“集锦帝”。可是乖张的性格却让他很难再葡萄牙以外的联赛进一步发展。

如今的C罗已经是葡萄牙国家队的当家球星和三料世界足球先生,是当今足坛最伟大的球员之一;而夸雷斯马不但连续四度无缘世界杯大名单,还“荣膺”过“金垃圾奖”,在巴萨、国米和切尔西都堪称水货,甚至一度沦落到在阿联酋踢球的境地。

C罗和夸雷斯马的长相、球风和性格都很相似,这似乎注定了只有一个能成为巨星。

【TOP2:伊布拉希莫维奇&米多】

阿贾克斯曾经拥有一对身高相仿、脾气相投的双子星,米多在成为首发中锋的十场比赛中,场均进一球,成为阿贾克斯夺冠的功臣。而伊布则因表现不佳而被列入了转会名单。不过成名较早的米多因为叛逆的性格与教练发生了矛盾,被迫转会后,成为了蹉跎于各大联赛的浪子,其昔日的天赋消失殆尽,也逐渐被球迷遗忘。而伊布却在各大豪门站稳脚跟,不断用惊世骇俗的进球塑造出自己神一般的形象,成为盖世无双的“大奉先”。

【TOP1:拉莫斯&普埃尔塔】

如果说泯然众人是一种令人惋惜的残缺,那么英年早逝就是令人伤痛的遗憾。我们把这对昔日塞维利亚的天才双翼排在第一,因为这是天堂与人间的距离,因为生命的价值无法估量。三届大赛,上帝三次眷顾了他们的祖国,斗牛士的左后卫也总显得缺少一丝星光。拉莫斯三次把冠军献给自己两小无猜的挚友,让足球在那一刻展现出它最动人的价值,超越胜负,也超越生死。它能让所有人在躁动过后静下来,去思考人生的真谛,去祈祷自己能更坚强。

无论悲怆或欢愉,都将是足球存在的理由,也是我们更爱足球的理由。

文/懂球帝App

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