北京時(shí)間 5 月 6 日消息,基于中國(guó) FAST 望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè),國(guó)家天文臺(tái)李菂、朱煒瑋團(tuán)組的姚菊枚博士首次找到了脈沖星三維速度與自轉(zhuǎn)軸共線的證據(jù)。脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡時(shí)的超新星爆炸催生的中子星。當(dāng)前的超新星模擬不能產(chǎn)生速度和自轉(zhuǎn)軸共線的中子星,顯示了人類對(duì)于中子星起源這一復(fù)雜過程所包含的物理機(jī)制、例如中微子輻射還需加深認(rèn)識(shí)。這一重要發(fā)現(xiàn)標(biāo)志了 FAST 深度研究脈沖星的開始。相關(guān)論文于北京時(shí)間 2021 年 5 月 6 日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然?天文》(Nature Astronomy)雜志。
▲J0538+2817 的速度和自轉(zhuǎn)軸在單位球面上的分布,其中紅色和灰色表示的是速度的 2-sigma 的分布,深綠色和淺綠色表示 FAST 偏振給出的自轉(zhuǎn)軸 2-sigma 的分布,藍(lán)色和黃色表示 X-ray 觀測(cè)給出的自轉(zhuǎn)軸 2-sigma 的分布。
相對(duì)前身星(OB 星),年輕脈沖星具有更高的運(yùn)動(dòng)速度和更快的自轉(zhuǎn)。經(jīng)過幾十年的研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一些年輕脈沖星的速度和自轉(zhuǎn)軸普遍存在共線的關(guān)系。但由于年輕脈沖星徑向速度測(cè)量非常困難,在以往的研究中對(duì)脈沖星速度和自轉(zhuǎn)軸方向的比較停留在垂直于視線方向的二維平面上?;?FAST 對(duì)處于超新星遺跡 S147 中脈沖星 J0538+2817 的觀測(cè),姚菊枚博士等人首次通過閃爍分析的方法獲得脈沖星 J0538+2817 在超新星遺跡 S147 中徑向位置和速度,結(jié)合已有切向速度測(cè)量獲得了三維速度。同時(shí),高精度偏振數(shù)據(jù)分析給出了三維自轉(zhuǎn)軸的朝向。圖 1 給出了三維速度和自轉(zhuǎn)軸矢量在單位球面上的分布,在 68% 的致信區(qū)間內(nèi)這兩個(gè)矢量的夾角小于 23 度。
FAST 是目前世界上靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。此項(xiàng)工作是綜合和全面分析 FAST 脈沖星數(shù)據(jù)的代表性成果。在科學(xué)委員會(huì)、時(shí)間分配委員會(huì)和 FAST 運(yùn)行中心的支持下,這一方向的系統(tǒng)測(cè)量正在逐步展開,有望深度揭示中子自旋的起源。
本工作得到中國(guó)科學(xué)院天文大科學(xué)研究中心 FAST FELLOWSHIP 的支持,主要合作單位包括新疆天文臺(tái)、澳大利亞科學(xué)與工業(yè)組織、美國(guó)加州大學(xué)、德國(guó)馬普射電天文研究所、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)及美國(guó)奧伯林大學(xué)。
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