天文学家发现了一颗奇异的恒星ASKAP J1832，它每44分钟发射一次无线电波和X射线脉冲，比典型的脉冲星慢数千倍。这颗罕见的天体还会在数月内急剧变暗，使其成为同类中首例。
一颗距离我们15000光年的恒星，其行为方式与天文学家以往所见截然不同——它每44分钟闪烁一次，并在数月内以射电和X射线的形式神秘地逐渐暗淡。图片来源：X射线：NASA/CXC/ICRAR，科廷大学/Z. Wang 等人；红外：NASA/JPL/CalTech/IPAC；射电：SARAO/MeerKAT；图像处理：NASA/CXC/SAO/N. Wolk
这项由美国国家航空航天局（ NASA）钱德拉望远镜和澳大利亚SKA探路者望远镜共同参与的发现，挑战了现有的天体物理模型。它是一颗古老的磁星、一颗超磁性白矮星，还是某种全新的天体？科学家们对其令人费解的本质感到兴奋不已，并正在竞相寻找类似的天体。
科学家们结合美国宇航局钱德拉X射线天文台和位于西澳大利亚瓦贾里县的平方公里阵列探路者（ASKAP）射电望远镜的数据，研究了一个名为ASKAP J1832-0911（简称ASKAP J1832）的奇异物体。这个类似恒星的物体距离地球约15000光年，研究结果于5月28日发表在《自然》杂志上。
ASKAP J1832 在 X 射线和射电波段的特写图像。图片来源：X 射线：NASA/CXC/ICRAR，科廷大学/Z. Wang 等人；射电：SARAO/MeerKAT；图像处理：NASA/CXC/SAO/N. Wolk
ASKAP J1832 属于一种罕见的“长周期射电瞬变”天体，于 2022 年首次被发现。这些不寻常的天体以缓慢的脉冲模式发射射电信号——比每秒闪烁多次的典型脉冲星慢得多。相比之下，ASKAP J1832 每 44 分钟脉冲一次，这使得它成为一个极端而令人费解的异常值。
但还有更多。当研究人员使用钱德拉望远镜观测同一天体时，他们发现这颗恒星也以完全相同的44分钟周期发射X射线脉冲。这标志着有史以来首次在长周期射电瞬变中观测到X射线与射电波同步脉冲。
ASKAP J1832 的 X 射线、射电和红外广角图像。图片来源：X 射线：NASA/CXC/ICRAR，科廷大学/Z. Wang 等人；红外：NASA/JPL/CalTech/IPAC；射电：SARAO/MeerKAT；图像处理：NASA/CXC/SAO/N. Wolk
“天文学家用各种望远镜观测过无数恒星，但我们从未见过一颗恒星出现这样的行为，”该研究的第一作者、科廷大学国际射电天文学研究中心（ICRAR）澳大利亚中心的王子腾博士说道。“看到恒星出现这种新的行为模式，真是令人兴奋。”
然而，ASKAP J1832 的现象远不止于此。团队利用钱德拉望远镜和 SKA 探路者望远镜发现，ASKAP J1832 的 X 射线和无线电波在六个月的时间里也急剧下降。X 射线和无线电波的这种 44 分钟周期变化，加上长达数月的变化，与天文学家在银河系中观察到的任何现象都不同。
科学家们目前正在竞相弄清楚 ASKAP J1832 是否代表长周期无线电瞬变，以及它的奇异行为是否有助于解开这些物体的起源。
“我们研究了几种涉及中子星和白矮星的不同可能性，无论是单独存在的还是伴星存在的，”西班牙巴塞罗那空间科学研究所的合著者南达·雷亚博士说。“到目前为止，还没有完全匹配的理论，但有些理论比其他理论更可靠。”
研究小组认为，ASKAP J1832 不太可能是一颗脉冲星或中子星，它从伴星吸收物质，因为它的特性与这些天体的典型射电和 X 射线信号强度不匹配。ASKAP J1832 的一些特性可以用一颗拥有极强磁场的中子星（称为磁星）来解释，该中子星的年龄超过 50 万年。然而，ASKAP J1832 的其他特征——例如其明亮且变化的射电辐射——对于这样一颗相对古老的磁星来说，很难解释。
在天空中，ASKAP J1832 似乎位于超新星遗迹（爆炸恒星的残留物）内，这些遗迹通常包含由超新星形成的中子星。然而，研究团队认定，这种接近可能只是巧合，两者之间并无关联，这促使他们考虑 ASKAP J1832 可能不包含中子星。他们得出结论，孤立的白矮星无法解释这些数据，但拥有伴星的白矮星或许可以。然而，这需要我们银河系中迄今为止已知的白矮星最强磁场。
“我们将继续寻找关于该天体正在发生的事情的线索，并寻找类似的天体，”意大利国家天体物理研究所（INAF）——布雷拉天文台的共同作者、通宝博士说道。“发现这样的谜团并不令人沮丧——这正是科学令人兴奋的地方！”
该图显示了 ASKAP J1832 的射电和 X 射线亮度变化。X 轴显示重复变化的相位，该量与时间成正比。这两个图是通过获取完整的光变曲线（亮度随时间的变化）并将其切割成 44 分钟长的段生成的。然后，这些片段在数学上相互叠加并相加，得到 44 分钟周期不同部分或相位的 X 射线或射电波平均信号。相位 0.0 对应于该平均信号的开始，相位 1.0 对应于 44 分钟后平均信号的结束。信号在相位 1.0 和 2.0 之间重复。完整的光变曲线涵盖了 44 分钟射电信号的大约 10 个周期和 X 射线信号的大约 8 个周期。X 射线图中的红线显示了 X 射线信号的不确定性。绘制这样的图可以清晰地显示光线随时间的平均变化。图片来源：NASA/CXC/ICRAR，科廷大学/Z. Wang 等人；
钱德拉天文台在2024年2月的两次观测中探测到了ASKAP J1832的X射线，当时该源的射电波异常强烈。第三次观测发生在2024年8月，当时该源的射电波强度比2月份时减弱了约1000倍，但没有观测到X射线。钱德拉天文台未能探测到该源，表明与初次观测相比，该源的X射线强度至少减弱了10倍。
中国清华大学李迪领导的另一个团队利用大成射电望远镜独立发现了这个源，但他们没有报告这里描述的 X 射线行为。
编译自/ScitechDaily