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全宇宙速度最快波霎星現身了?

有了錢卓太空望遠鏡、XMM-牛頓太空觀測站和地面上的澳洲Parkes電波天文台的三管齊下,全宇宙移動速度最快的波霎可能已經現身!

「速度最快波霎」的記錄可能已經刷新,證據就在這張合成影像中,分別是錢卓太空望遠鏡的X射線(綠色),XMM-牛頓X射線觀測衛星(紫色)和已疊加了2MASS二微米巡天觀測及DSS數位巡天計畫在一起的紅外線/可見光波段的(白色)。

XMM-牛頓觀測衛星所見的大區域瀰散狀X射線,是一顆大質量恆星在發生超新星爆發時,現場所留下的大片殘骸所產生的,也就是正式名稱為SNR MSH 11-61A的超新星遺跡。超新星爆發產生衝擊波,加熱週圍附近氣體,溫度高達幾百萬K,也使得超新星殘骸在X射線波段發出明亮的光。

右上角標示”Chandra Close-up”的局部放大圖框中,看到的是一個位置在超新星殘骸範圍外,形狀像彗星的X射線源,這個X射線源由一個點狀天體拖著一條長度達3光年的尾巴共組而成。遺骸區附近的明亮恆星,包括位置正好在SNR MSH11-16A殘骸區裡的恆星,應該都是前景星,與超新星遺跡本身無關。

由於圖中這個綠色點狀X射線源是由國際γ射線天文物理實驗室(INTEGRAL, International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory)發現的,所以命名也是以IGR起頭,稱為IGR J11014-6103 (或短名: IGR J11014)。它可能是一顆快速自旋、密度超高的恆星 (也是中子星的一種,另一別稱則叫「波霎」) ,它在爆發時被彈出,這麼一來,它便以超新星遺跡的中心為起跑點,開始用高達幾百萬公里的時速向外狂奔。

關於X射線輻射尾端的形成機制,目前有一個大家比較能接受的解釋是:波霎所生的高能粒子風,波霎星風,是高能粒子因波霎的高速所產生的弓形震波的緣故而掃向後方。(有類似的另一個例子: PSR B1957+20)

這個被拉長了的X射線源是具有方向性的,它指向了MSH 11-61A,同時那也應該是原來波霎形成的位置所在,因為這個特徵,所以錢卓望遠鏡所觀測到的這個影像應是由波霎星風和弓形震波共同組成的這個觀點獲得了支持。錢卓望遠鏡觀測到的影像還有另一個有趣的特徵,並且XMM-牛頓觀測衛星也同樣觀測到了一樣的現象:在X射線波段裡,有個微弱的X射線尾朝右上方延伸。成因不明,不過並非首次看到波霎尾巴和波霎本身運動方向不一的現象。

從較早的觀測結果估計,圖像中的這個MSH 11-61A應該有15,000歲,它的位置距離地球3萬光年遠。有了這些數值,再合併考量IGR J11014是來自MSH 11-61A的中央,其中間所經過的距離,天文學者估計而得出:IGR J11014的移動速度,時速大約等於870公里到1,040公里左右。

另一顆同樣伴隨在超新星殘骸區域附近出現的中子星,速度上又能和IGR J11014一較高下者,僅剩下G350.1-0.3而已,估計時速大約是480公里到970公里。

這兩者所擁有的速度雖高,不過都只是天文學者暫時性的預估所得,必須進一步查證才行,如果獲得確認的話,那麼,解釋中子星為什麼會以這麼高的速度移動,將會對既有的超新星爆發理論帶來新挑戰。

在做成結論並且確認「IGR J11014是所有波霎當中腳程最快的『飛毛腿』第一名」之前,還有一項特別聲明:請注意CSIRO的Parkes地面電波望遠鏡說,它尚未獲得和該中子星有週期性轉動的相關偵測結果。但是,以一個距離我們有3萬光年那麼遠的波霎而言,「偵測不到」其週期性轉動,卻並不叫人意外。

還好有其他證據確實能支持所觀測到的是一顆波霎沒錯。首先第一號證據是,相對於X射線源,光學或紅外線波段取得的影像並沒有這個物體-因為波霎這類天體在這些波段裡訊號通常相當微弱。同時,兩相比較XMM-牛頓觀測衛星於2003年的觀測以及錢卓太空望遠鏡在2011年的觀測,兩者在亮度上都沒有出現明顯的變化,這正符合一顆波霎應有的行為模式。最後還有一項證據是,分析X射線源光譜在能量中所留的訊跡,那也和天文學家認定為波霎的一些特徵相符合。

上述研究成果獲刊於2012年5月10的Astrophysical Journal Letters。

資料來源:中研院天文網[201207.06]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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