脈沖星及脈沖星風(fēng)云系統(tǒng)的示意圖，中間的橙色部分代表脈沖星（僅為示意繪制，天體大小不反映實(shí)際比例）。中科院高能所/供圖
中新網(wǎng)北京8月27日電 (記者 孫自法) 記者27日從中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉，該所葛明玉副研究員、盧方軍研究員帶領(lǐng)的國(guó)際合作研究小組最新發(fā)現(xiàn)：位于大麥哲倫云星系中編號(hào)為PSR B0540-69的脈沖星，在自轉(zhuǎn)減速率突然變大之后的一年多時(shí)間里，其星風(fēng)云的X射線亮度逐漸增加了相當(dāng)?shù)谋壤?/div>
這是天文學(xué)家第一次觀測(cè)到脈沖星自轉(zhuǎn)狀態(tài)突變導(dǎo)致脈沖星風(fēng)云亮度變化的現(xiàn)象，為研究脈沖星自轉(zhuǎn)減速機(jī)制、脈沖星磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及脈沖星風(fēng)云的基本物理性質(zhì)提供了重要的觀測(cè)依據(jù)。由中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜的這一重要天文發(fā)現(xiàn)成果相關(guān)論文，已獲國(guó)際權(quán)威期刊《自然·天文學(xué)》在線發(fā)表。
脈沖星是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的強(qiáng)磁場(chǎng)中子星，是大質(zhì)量恒星壽命晚期發(fā)生超新星爆發(fā)的過(guò)程中形成的，其半徑只有10千米左右，而典型磁場(chǎng)約為一萬(wàn)億高斯，相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的兩萬(wàn)億倍。根據(jù)脈沖星經(jīng)典輻射理論，高速自轉(zhuǎn)的脈沖星通過(guò)磁偶極輻射釋放能量，同時(shí)自轉(zhuǎn)減慢。但越來(lái)越多的理論家認(rèn)為，高速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生以接近光速向外運(yùn)動(dòng)的星風(fēng)，這是導(dǎo)致脈沖星自轉(zhuǎn)減慢的主要原因。脈沖星風(fēng)和周圍環(huán)境作用，會(huì)形成空間尺度為幾光年(地球到太陽(yáng)距離的十萬(wàn)倍左右)的脈沖星風(fēng)云，著名的蟹狀星云就是這樣一個(gè)脈沖星風(fēng)云。
2011年12月，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)脈沖星PSR B0540-69的自轉(zhuǎn)減速率突然增加約36%，然后保持穩(wěn)定。此前，雖然在多顆脈沖星中也觀測(cè)到這類脈沖星自轉(zhuǎn)減速率突變的現(xiàn)象，但與之不同的是，PSR B0540-69脈沖星在自轉(zhuǎn)減速率突變后，并沒有表現(xiàn)出脈沖輻射特征的顯著變化，其起因成為未解之謎。
中科院高能所牽頭的國(guó)際合作研究小組通過(guò)分析多顆X射線天文衛(wèi)星對(duì)PSR B0540-69的觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在該脈沖星發(fā)生自轉(zhuǎn)減慢速率突變之后，圍繞在其周圍的脈沖星風(fēng)云的亮度在約400天內(nèi)逐漸增加了32±8%，與該脈沖星自轉(zhuǎn)減速率的突變幅度相當(dāng)。對(duì)比分析PSR B0540-69脈沖輻射和星風(fēng)云輻射的特性，研究組認(rèn)為，導(dǎo)致脈沖星自轉(zhuǎn)減慢率突變的主要原因是脈沖星磁極區(qū)域的磁場(chǎng)升高。由于磁極區(qū)域磁場(chǎng)的變化和星風(fēng)的強(qiáng)度直接相關(guān)，但對(duì)X射線脈沖輻射區(qū)的影響不大，因此可以合理地解釋所有的觀測(cè)現(xiàn)象。
研究小組最新發(fā)表的這一重要天文發(fā)現(xiàn)成果，首次在觀測(cè)上建立了從脈沖星自轉(zhuǎn)減速率突變，星風(fēng)增強(qiáng)到星風(fēng)云變亮的時(shí)間和邏輯關(guān)系，也證明星風(fēng)是導(dǎo)致該脈沖星自轉(zhuǎn)變慢的主要原因。同時(shí)，星風(fēng)云增亮的時(shí)標(biāo)還表明，星風(fēng)云中的磁場(chǎng)為約0.8毫高斯，這個(gè)直接測(cè)量值與之前在能量均分假設(shè)下推算的數(shù)值相當(dāng)。
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