首次发现中子星喷出奇异的类似花园洒水器的喷射流

首次拍摄到来自中子星的奇怪“类似花园洒水器”的喷流。

S 形结构的形成是由于恒星周围热气体盘的摆动导致喷流改变方向，这一过程称为进动，这种现象曾在黑洞中观测到，但迄今为止从未在中子星中观测到。

这个特殊的物体位于双星系统圆规座 X-1 中，距离地球超过 30,000 光年，由一颗巨大的超巨星的核心形成，该恒星在巨石阵建造时。

它的密度非常大，一茶匙的物质就相当于珠穆朗玛峰的重量。

双星系统有两颗恒星，它们通过引力结合在一起。就圆规座 X-1 而言，其中一颗是中子星。

中子星和黑洞都是宇宙怪物，它们是由宇宙中最大的恒星亡并在自身引力作用下坍缩而形成的。

然而，后者的质量要大得多，只能通过其引力效应才能探测到，而前者尽管密度很大，却可以直接观测到。

它们是宇宙中最极端的物体之一，其内部几乎完全由中子组成。

牛津大学的一组天文学家发现了来自中子星的喷流，他们利用南非的射电望远镜 MeerKAT 拍摄了圆规座 X-1 最详细、高分辨率的图像。

这些照片于本周在赫尔大学举行的全国天文学会议上公布，其中包括有史以来第一张来自已证实中子星的 S 形喷流图像——这一突破可能有助于揭示这一天文现象背后的极端物理原理。

首席研究员弗雷泽·考伊 (Fraser Cowie) 表示，还有另一个以 S 形喷流而闻名的系统，称为 SS433，但最近的研究结果表明该物体很可能是一个黑洞。

他说：“这张图片是我们第一次看到确凿的证据，证明中子星存在进动喷流。”

“这一证据来自于喷流中发射电等离子体的对称 S 形状，以及快速、宽阔的冲击波，而这只能通过喷流改变方向产生。

“这将提供有关喷气式飞机发射背后的极端物理原理的宝贵信息，这一现象目前仍未被充分理解。”

中子星的巨大密度产生强大的引力，将伴星上的气体剥离，在其周围形成一个热气体盘，并向其表面螺旋下降。

这一过程称为吸积，每秒释放出大量能量，能量密度超过一百万个太阳。部分能量为喷流提供动力——从双星系统中喷出的物质的窄束，速度接近光速。

MeerKAT 望远镜最近进行了升级，灵敏度更高，图像分辨率更高。借助这些，团队在圆规座 X-1 的喷流中看到了 S 形结构的明显证据，其形状类似于花园洒水器喷出的水。

不仅如此，研究人员还发现了移动终端激波——这是首次从 X 射线双星中记录到的。这些区域是喷流猛烈撞击周围物质的区域，从而产生冲击波。

考伊的团队测量了这些波以大约光速 10% 的速度移动，证实它们是由快速移动的喷流引起的，而不是由速度较慢的物质(例如来自恒星的物质风)引起的。

“这些冲击波横跨大角度的事实与我们的模型相符，”考伊说。“所以我们有两个强有力的证据表明中子星喷流正在进动。”

测量冲击波的速度还可以帮助天文学家了解引起冲击波的喷流是由什么构成的。

冲击波实际上充当了太空中的粒子加速器，产生高能宇宙射线，而可加速的粒子的最大能量取决于它们的速度。

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