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中子星打敗熱核爆炸模型

阿姆斯特丹天文學家發現一顆中子星,那令現有在如此極端天體中的熱核爆炸(thermonuclear explosions)模型不知所措。在吸積脈衝星(accreting pulsar) IGR J17480-2446 的例子中,似乎有個強大磁場導致這顆恆星的某些部份比其他部份燃燒的更加明亮。這項由 Yuri Cavecchi 等人所完成的研究,將發表在 Astrophysical Journal Letters 期刊中。

所考慮到的中子星為 X 光雙星(X-ray binaries)GR J17480-2446(hereafter J17480)的一部分。X 光雙星由一個中子星以及一個伴星彼此繞行所組成。中子星,其質量約太陽的 1.5 倍,直徑約 25 公里,具強大重力場,能將伴星的氣體拉過來。此氣體能在中子星表面累積,並在一起快速、高能的熱核反應中爆發。一般來說,整個中子星爆發的表面是均勻地。然而,在大約 10% 的例子中,中子星的某些部份會比其餘部份更加明亮。為何會發生這種事,仍無法理解。

最近幾年內,有一些理論模型被發展出來以解釋這種現象。根據一個模型,正如同地球的旋轉經由科氏力促成颶風形成一樣,中子星的快速旋轉防止燃燒中的物質擴散。另一種想法是,爆炸在此星表面的「海洋」層產生全球級的波浪。當波浪在中子星某一邊海洋升起時顯得比較冷且黯淡,而另一邊則保持比較暖且明亮。

J17480 的新研究則將這些模型排除。如同其他恆星,J17480 在熱核爆炸期間形成不尋常的明亮表面圖案。然而,這些恆星轉的比其他中子星更慢,那展現出這種行為:每秒只有 10 次(第二慢是每秒 245 次)。在這種速度下,科氏力的強度不足以影響火焰波前(flame front),妨礙了「熱核颶風」的形成。大規模的海浪形成也被排除了。

天文學家反而認為,該星的磁場也許能解釋這種不均勻燃燒。爆發中的氣體擴張,向上然後向外移動。這劇烈擾動了磁場,而磁場如同一條鬆緊帶,防止燃燒的泡泡擴展的更遠。"還需要更多理論性研究來證實這點,不過在 J17480 的例子中,那只是對我們的觀測所做出一種非常貌似合理的解釋," 第一作者 Yuri Cavecchi (荷蘭阿姆斯特丹大學)表示。

共同作者 Anna Watts(阿姆斯特丹大學)強調,他們的新模型也許不足以解釋所有恆星的非均勻燃燒。"這種新機制也許只對像這樣的恆星(其磁場強到足以阻止火焰波前擴散)有效。對於其他具有這種奇特燃燒行為的恆星,老模型也許仍然適用。"

資料來源:PHYSORG: Neutron star blows away models for thermonuclear explosions [September 14, 2011]

轉載自 only-perception


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