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什么是蜘蛛星?有多可怕?

图注:破败的阿雷西博望远镜

在去年年底,传出了阿雷西博望远镜退役的消息,因为接受设备掉落砸毁了望远镜的反射盘,这让它无法再进行任何工作。

虽然这种被迫退役略显凄惨,但没有人可以忘记阿雷西博玩望远镜在天文学上做出巨大贡献。

水星自转周期的发现、证明中子星的存在、第一次直接观测到小行星的影响、辅助发现第一批系外行星等都离不开它。

利用阿雷西博望远镜,天文学家还发现了一种特殊的天体――蜘蛛星,它们的不寻常行为引起了人们的关注。

蜘蛛星――更暴力的中子星

蜘蛛星其实是中子星(或毫秒脉冲星)的一种,在讲蜘蛛星之前,我们先来说一下什么是中子星。

中子星大家其实并不陌生,当古老的恒星由于氢氦碳等元素耗尽而无法再发生核聚变反应时,外围物质就会极速向核心坠落,从而导致超新星爆炸,而恒星的内部区域会被压缩成中子星。

由于中子星保留了母恒星大部分的角动量,但半径相较之下却十分微小,因此它具有极高的自转速度,其自转速度可以达到光速的10%-70%。

运动的电荷产生磁场,在极高转速的加持下,中子星内部的带电粒子产生了宇宙中无与伦比的强大磁场。

由于磁轴与其自转轴并不完全重合,磁场旋转时可能会产生周期性的辐射,在地球上看来就是一闪一闪的,我们称之为脉冲信号。

中子星的高密度也使得它具有巨大的表面重力,其重力加速度强度大约是地球的2×10^11-3×10^12倍。

这也意味着中子星具有超强的引力场,当中子星与正常恒星处于双星系统时,其巨大的引力使得它与伴星发生强烈的潮汐作用,并利用这种推力达到脉冲星的速度。

蜘蛛星的特异性就在于此:它们的轨道离伴星非常近,以至于潮汐作用会将伴星的表面炸开,而后它们会将大量的物质从伴星上吸走。

这种野蛮的攫取行为与蜘蛛中的同类相食行为很相似,因此天文学家将这种比一般中子星更暴力的中子星称为蜘蛛星。

常见的蜘蛛星有两大类,分别是黑寡妇蜘蛛星和红背蜘蛛星,不过,天文学家还发现了一种新的蜘蛛星。

黑寡妇蜘蛛星、红背蜘蛛星

什么是黑寡妇蜘蛛星呢?当一颗蜘蛛星将它的伴星的质量降低到明显小于太阳质量的十分之一(其实通常是2%-3%)时,这颗蜘蛛星就被称为黑寡妇。

蜘蛛星(中子星)的伴星通常是恒星,也就会说它的伴星质量最起码在太阳质量的7%以上,因为这是一个天体成为恒星的最小质量。

当蜘蛛星把伴星的质量降低到太阳质量的2%-3%时,伴星也就丧失了成为恒星的资格,转而变成一颗褐矮星。

黑寡妇蜘蛛往往会直接杀死并吃掉伴侣,而黑寡妇蜘蛛星还不至于这么绝情,不过,伴星被活生生“掏空”也是不好受的。

与黑寡妇蜘蛛星相比,红背蜘蛛星就“友好”许多了,它们虽然也获取伴星的质量,但不会把事情做太绝。

红背的伴星比黑寡妇的伴星质量更大,其质量通常超过太阳质量的10%,而且它们还会周期性的在红背和地球之间穿行。

当红背的伴星出现在地球和太阳之间时,跟月球类似,它也可能挡住太阳的光,导致短暂的日食现象。

同时,红背伴星的周期性运动也可能挡住红背的脉冲信号,因为相比于红背(主星),伴星的体积还是很大的。

一个更大的恒星挡住了发光的中子星,从背面来看则是一个发光的中子星后面是一个巨大的恒星。

这种视觉效果与红背蜘蛛有点相像,它深黑色的背上有一个红色的印记,因此这可能是红背蜘蛛星名字的来源。

最后

据科学家称,新发现的一种蜘蛛星更像是黑寡妇蜘蛛星与红背蜘蛛星“杂交”的结果,一开始很难确定它的分类。

它的伴星的质量至少是太阳质量的5.5%,对于黑寡妇蜘蛛星来说这可能很重,但对红背来说这是相当轻的。

不过截至目前,研究人员已经给它贴上了红背的标签,因为他们发现它的伴星有时候会遮住它的脉冲信号。

但关于这一新的蜘蛛星更确切的运转机制仍然是个迷,需要后续更多的研究才能揭晓,但这并不是一项容易的工作。