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脈沖星亮度半世紀謎題有解

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脈沖星亮度半世紀謎題有解

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脈沖星是快速旋轉的中子星 。它們就像燈塔，有兩個磁極不斷發出無線電波 。半個多世紀以來，科學家都不知道脈沖星為什么會發出這些無線電波 ?，F在，一個研究小組認為他們可能已經找到了答案 。
年輕脈沖星PSR B1509-58發出的X射線在其周圍擴散，形成了一只巨大的宇宙之手 。(美國宇航局)
這項研究描述的情況是，脈沖星具有很強的電場，它從恒星表面剝離電子，并將其加速到高能狀態 。這些加速的電子最終會發出高能伽馬射線 。脈沖星磁場吸收這些伽馬射線，產生大量正負電子對 。
新誕生的正電子具有中和電場，形成振蕩的作用 。這種振蕩電場與脈沖星的強磁場相互作用，產生電磁波傳播到宇宙空 。
中子星是恒星坍縮后留下的高密度碎片，具有很強的磁場 。與普通中子星不同，脈沖星自轉速度很快，每秒可達700次 。這產生了一個強電場 。
脈沖星發出的無線電波非常穩定 。從地球接收到的信號來看，脈沖星的穩定精度幾乎可以達到原子鐘的水平 。
研究人員在脈沖星磁極周圍搭建了等離子體的二維模擬系統，得到了與脈沖星發射的相同的無線電波信號 。據研究，以前的模擬系統只有一個緯度，無法顯示電磁波 。
他們的系統是從模擬脈沖星的電場如何加速電子開始的 。加速高能光子的產生，高能光子與脈沖星的高強度磁場相互作用產生正負電子對，被電場加速產生更多的光子 。這種不受控制的過程最終會產生大量的正負電子對 。
在模擬系統中，正負電子對各自產生電場，不斷削弱原有電場 。最后，當原來的電場弱到接近零值時，就會開始在正負值之間振蕩 。如果振蕩電場與脈沖星的強磁場不平行，就會發出電磁輻射 。
研究人員希望將這一模擬系統擴展到接近真實脈沖星的尺度，進一步驗證這一理論 。
現在還有一些研究依賴于脈沖星信號的準確性 。比如，研究引力波的科學家依靠測量脈沖星起伏來探測引力波對時間的拉伸和壓縮的影響空；此外，更好地了解脈沖星將有助于揭開另一個神秘信號——快速射電爆發(FRB)的源事件 。
【脈沖星亮度半世紀謎題有解】這項研究發表在15日的《物理評論快報》上 。

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