原標(biāo)題：宇宙新發(fā)現(xiàn)！ 費米太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)伽瑪射線雙星系統(tǒng)

 

　　據(jù)國外媒體報道，近日，國際科研團(tuán)隊利用NASA的費米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡以及其他設(shè)備，在另一個星系觀測到伽馬射線雙子星系統(tǒng)，并且這是有史以來最明亮的雙子星系統(tǒng)。這個被稱為LMC P3的雙星系統(tǒng)含有一顆大質(zhì)量恒星以及碎裂的星際核心，兩者相互反應(yīng)會產(chǎn)生循環(huán)的伽瑪射線，也就是 能量形式的光線。NASA戈達(dá)德航天中心研究者Robin Corbet表示，費米望遠(yuǎn)鏡在太陽系只發(fā)現(xiàn)了5個此類系統(tǒng)，因此，在如此遙遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)這么明亮的雙星系統(tǒng)是一件非常令人興奮的事情。

 

　　伽瑪射線雙子星系統(tǒng)之所以意義重大是因為伽瑪射線的輸出隨著每個軌道的不同會發(fā)生顯著變化，有時甚至?xí)�隨著時間產(chǎn)生變化。這些變化有助于我們了解其他伽瑪射線源的發(fā)射過程。這類稀有的系統(tǒng)要么包含了中子星，要么包含有黑洞，并且以伽瑪射線的形式來輻射能量。LMC P3是在伽瑪射線波段、X射線波段、無線電波段以及可見光波段中所能觀測到的最明亮的系統(tǒng)。

 

　　LMC P3位于大麥哲倫云(LMC)中一顆超新星爆炸碎片的殘骸中，大約在163,000光年外。2012年，科學(xué)家們利用錢德拉X射線天文臺發(fā)現(xiàn)在超新星殘骸中有強烈的X射線源，正圍繞著一顆炙熱的、質(zhì)量是太陽好幾倍的恒星運轉(zhuǎn)�？茖W(xué)家們認(rèn)為，這個致密天體要么是一顆中子星，要么是一個黑洞，并把該系統(tǒng)歸類為大質(zhì)量X射線雙星(HMXB)。2015年，Corbet帶領(lǐng)的團(tuán)隊開始利用費米望遠(yuǎn)鏡觀測這些系統(tǒng)周期性的特征變化來搜尋新的伽瑪射線雙星系統(tǒng)�？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個周期為10.3天的變化特性，就位于LMC中最近才被確認(rèn)的數(shù)個伽瑪射線源中心。

 

　　其中一個名為P3的射線源，不屬于任何一個其他波段的天體，但位于HMXB附近。它們是同一個天體嗎？為了找出答案，Corbet的團(tuán)隊利用NASA的斯威夫特衛(wèi)星以X射線波段，澳大利亞望遠(yuǎn)鏡陣列的無線電波段，南部天體物理學(xué)研究望遠(yuǎn)鏡的可見光波段來觀測這個雙星系統(tǒng)。團(tuán)隊成員Jay Strader表示，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡能夠根據(jù)雙星的運行軌跡來觀測其變化，但由于我們不知道軌道與我們的觀測視覺傾斜角是多少，我們只能大致估計可見的質(zhì)量。該恒星的質(zhì)量大約是太陽的25-40倍，如果我們以45°角觀測該系統(tǒng)，其伴星是一顆中子星，質(zhì)量大約是太陽的兩倍。然而，如果從正面觀測，伴星則更像一個質(zhì)量更大的黑洞。

 

　　LMC P3中心恒星的表面溫度超過33,000攝氏度，是太陽溫度的六倍多。該恒星非常明亮，發(fā)射出的光線的壓力能夠?qū)⑽镔|(zhì)帶離表面，這些顆粒的流出速率達(dá)到每小時幾百萬英里。在伽瑪射線雙星系統(tǒng)中，科學(xué)家們認(rèn)為致密的伴天體會產(chǎn)生自己的“顆粒風(fēng)”，其電子的速率可以被加速到接近光速。相互作用的流出物會在軌道上產(chǎn)生X射線與無線電波，不過，只有當(dāng)致密伴天體運行到距離地球最近的軌道時，所探測到的射線才是最強的。

 

　　通過一種不同的機(jī)制，電子風(fēng)還會發(fā)射出伽瑪射線。當(dāng)恒星發(fā)出的光線與高能量電子相互碰撞時，會立刻被加強至伽瑪射線的等級。這個過程被稱作逆康普頓散射，從我們的視角出發(fā)，當(dāng)致密伴天體經(jīng)過距離恒星最遠(yuǎn)的軌道時，產(chǎn)生的伽瑪射線更多。團(tuán)隊成員Guillaume Dubus表示，在別的星系發(fā)現(xiàn)伽瑪射線雙星系統(tǒng)意義重大。其中一個可能性是費米望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的這些伽瑪射線雙星系統(tǒng)僅是很罕見的案例，是當(dāng)超新星以高速旋轉(zhuǎn)形成中子星時所產(chǎn)生的，因為這會加強它產(chǎn)生加速粒子的過程和伽瑪射線的可能性。