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

 

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，近日，國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)利用NASA的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡以及其他設(shè)備，在另一個(gè)星系觀測(cè)到伽馬射線雙子星系統(tǒng)，并且這是有史以來(lái)最明亮的雙子星系統(tǒng)。這個(gè)被稱為L(zhǎng)MC 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(huì)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(fèi)米望遠(yuǎn)鏡在太陽(yáng)系只發(fā)現(xiàn)了5個(gè)此類(lèi)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?yàn)橘が斏渚�的輸出隨著每個(gè)軌道的不同會(huì)發(fā)生顯著變化，有時(shí)甚至?xí)�隨著時(shí)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(guò)程。這類(lèi)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(lái)輻射能量。LMC P3是在伽瑪射線波段、X射線波段、無(wú)線電波段以及可見(jiàn)光波段中所能觀測(cè)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(qián)德拉X射線天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)在超新星殘骸中有強(qiáng)烈的X射線源，正圍繞著一顆炙熱的、質(zhì)量是太陽(yáng)好幾倍的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)�？茖W(xué)家們認(rèn)為，這個(gè)致密天體要么是一顆中子星，要么是一個(gè)黑洞，并把該系統(tǒng)歸類(lèi)為大質(zhì)量X射線雙星(HMXB)。2015年，Corbet帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始利用費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)這些系統(tǒng)周期性的特征變化來(lái)搜尋新的伽瑪射線雙星系統(tǒng)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)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(gè)伽瑪射線源中心。

 

　　其中一個(gè)名為P3的射線源，不屬于任何一個(gè)其他波段的天體，但位于HMXB附近。它們是同一個(gè)天體嗎？為了找出答案，Corbet的團(tuán)隊(duì)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(wú)線電波段，南部天體物理學(xué)研究望遠(yuǎn)鏡的可見(jiàn)光波段來(lái)觀測(cè)這個(gè)雙星系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)成員Jay Strader表示，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡能夠根據(jù)雙星的運(yùn)行軌跡來(lái)觀測(cè)其變化，但由于我們不知道軌道與我們的觀測(cè)視覺(jué)傾斜角是多少，我們只能大致估計(jì)可見(jiàn)的質(zhì)量。該恒星的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的25-40倍，如果我們以45°角觀測(cè)該系統(tǒng)，其伴星是一顆中子星，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的兩倍。然而，如果從正面觀測(cè)，伴星則更像一個(gè)質(zhì)量更大的黑洞。

 

　　LMC P3中心恒星的表面溫度超過(guò)33,000攝氏度，是太陽(yáng)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(shí)幾百萬(wàn)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(huì)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(huì)在軌道上產(chǎn)生X射線與無(wú)線電波，不過(guò)，只有當(dāng)致密伴天體運(yùn)行到距離地球最近的軌道時(shí)，所探測(cè)到的射線才是最強(qiáng)的。

 

　　通過(guò)一種不同的機(jī)制，電子風(fēng)還會(huì)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(shí)，會(huì)立刻被加強(qiáng)至伽瑪射線的等級(jí)。這個(gè)過(guò)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(guò)距離恒星最遠(yuǎn)的軌道時(shí)，產(chǎn)生的伽瑪射線更多。團(tuán)隊(duì)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(gè)可能性是費(fèi)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(jiàn)的案例，是當(dāng)超新星以高速旋轉(zhuǎn)形成中子星時(shí)所產(chǎn)生的，因?yàn)檫@會(huì)加強(qiáng)它產(chǎn)生加速粒子的過(guò)程和伽瑪射線的可能性。