中国天眼有了最新发现,一个轨道周期只有53分钟的脉冲星双星系统——被命名为PSR J1953+1844M71E,这是目前发现轨道周期最短的脉冲星双星系统。
这个发现对于“黑寡妇”系统有着跨时代意义,因为这个双星系统正在从“红背”转变成“黑寡妇”,为“黑寡妇”系统的形成原因添加了新证据。
这项发现的研究结果于21号发表在《自然》杂志上,但很多人可能会好奇“红背”、“黑寡妇”到底啥意思?
吞噬伙伴的脉冲星系统
1988年,天文学家发现了一对奥秘的脉冲星系统——由一颗脉冲星和一个小型轨道伴星组成。

黑寡妇脉冲星从伴星上撕裂物质的艺术想象图,图源:美国宇航局
脉冲星就是快速旋转的中子星在超新星爆炸中死亡的太阳塌缩的核心,它确实基本都是成对出现的,两者定期发射辐射脉冲,但是新发现的这对脉冲星系统的奥秘地方就在于其周围存在大量的高能物质。
天文学家意识到,该系统周围的物质应该来自那颗较小的伴星,或许在过去那颗伴星要大得多,只是由于中心的脉冲星喷发出极的高能辐射和粒子流,导致伴星被切成碎片,并将它们推入宇宙和吸入自己。
从本质上讲,脉冲星正在活生生地吃掉它的同伴,由于这种行为很像体型更大的雌性黑寡妇蜘蛛在交配后吃掉体型较小的雄性,所以天文学家将这种脉冲星系统命名为“黑寡妇”,第一个被发现的这个“黑寡妇”被命名为PSR B1957+20。

黑寡妇系统
现在,天文学家已经为“蜘蛛”家族的脉冲星系统添加了好几种。
从技术上讲,“黑寡妇”的伴星质量已经只剩下非常小了,通常不到太阳质量的十分之一,而如果伴星足够大——达到半个太阳质量的话,那么这个时候就被称为“红背”也是一种蜘蛛,不过当伴星的质量再大一点它将有足够的质量来承受脉冲星的爆发,这个时候就被称为“猎人”,而不是蜘蛛了。
随着时间的推移,天文学家已经识别出数十个这样的“蜘蛛”系统,但是他们很难解释这些系统是怎么形成的,必须找到其过渡的形态才行。
由于处于演化中间状态的脉冲星轨道周期非常短,同时两颗星距离还很近,很难观测,所以中间形态一直没能发现,也就无法证明“蜘蛛”系统的形成原理。

中国天眼,图源:新华社
今年4月份一个国际团队刚刚发现了一个正在演化成蜘蛛类系统的脉冲星系统,算是首次知道脉冲星是怎么演化成“蜘蛛”系统的,而中国天眼这次发现的PSR J1953+1844M71E的脉冲星双星系统,正好是“红背”向“黑寡妇”转化的系统,这也是一个缺失的环节。
所以,这次发现还是蛮重大的,当然发《自然》的没几个水的。
宇宙中的“弱肉强食”
其实,像蜘蛛系统这种一颗星“吃掉”另外一颗星的情况,在宇宙中是很普遍的,还有几种方式天体或者一个系统会被另外一个天体或系统“吃掉”,而所有这些“吃掉”都是那些质量更大的天体对质量小的天体的吞并。

第一种,通过引力撕裂对手。
这种应该是最常见的一种吞噬,比如我们的银河系中心就是一颗超大质量的黑洞,距离它很近的一些天体公转周期非常短,有时候就会被黑洞撕裂。
那些掉入黑洞的天体一部分会成为黑洞的一部分大约10%,而剩下的90%会被抛射出去1]。
很多人想不明白,为何掉入黑洞的天体有那么大一部分会被抛射出去,其实原因很简单,因为黑洞是引力强大但尺寸却相对很小的天体,而掉入其中的天体往往在尺寸上十分巨大的太阳,所以黑洞不可能全部吞噬它。
其实,抛出去的部分有一些甚至会被抛离整个星系,当然更多的是留在星系内,这些会成为下一个恒星系统的原材料。

像黑洞这样去撕裂对手的还有很多情景,比如我们的木星,因为它足够大,一些天体在靠近它的时候,也可能被它撕裂。
木星的撕裂也和黑洞差不多,其产物有一部分会留在它的轨道上运行,一部分会掉入其中,但是很少会被抛射的。
像太阳如此之大的太阳,撕裂对手的情况自然比木星更加频繁。

第二种,碰撞吞并对手。
我们的地球、月亮很可能就是一次碰撞的产物,大约在45 亿年前——也就是地球形成后的大约 7000 万年时间,地球和一颗名为忒伊亚超大天体可能有现在火星大小碰撞,最终变成了现在的地球和月球。
其中碰撞的吞并,在恒星系统形成之初是非常普遍的,每个行星都是从非常小的个体开始的,它们主要就是通过碰撞吸收其它天体的材料来成长自己。
现在太阳系已经相对稳定,碰撞似乎已经不如何普遍了,但实际上,地球每年都还要接收5万吨左右的地外物质陨石等,不过地球也在流失物质——每年大约有10万吨的氢、氦流失其中一个原因就是太阳风,这么算下来地球现在是天天在“减肥”。
除了天体会通过这种方式吞并对手之外,其实更大的恒星系统,以及更大的星系,都会这么做,但两个星系或者恒星系统碰撞的时候,较大的星系会吞并另外一个较小的。

第三种膨胀吞并——这是未来地球会被“吃掉”的情况。
地球生命以什么样的形式开始和结束是很难得出结论,但有一种结束方式几乎是肯定的,那就是地球将在大约50-70亿年之后会被太阳吞并,不知道事件发生时是否还有生命存在。
你可能好奇太阳如何会吞并地球,其实这是太阳演化的一个阶段,所有太阳都要经历。
随着时间推移,太阳的核心将耗尽氢燃料,而随着氢聚变速度减慢,其核心会开始收缩。
现在的太阳,其辐射压力和引力正好平衡状态,但是当其核心变小时,它会升温,直到引发另一轮核反应——将氦融合成碳、氮和氧等较重元素。
当氦聚变开始的时候,太阳的辐射压力会远远大于引力,这个时候太阳会就会膨胀红巨星,而地球轨道可能会被淹没,所以那时地球会被太阳吞噬。
不过,红巨星阶段通常是太阳生命中最剧烈的时期,所以实际上,太阳都不需要膨胀到地球轨道它也太一定会膨胀到地球轨道,它都可以轻松摧毁地球。
参考资料:
[1].Ethan Siegel.No, Black Holes Dont Suck Everything Into Them.forbes.2019.6.19
#所见所得,都很科学#
地球上“美丽且充满生机”的“伤疤”——东非大裂谷
一个人的脸上如果有一道疤痕,TA必定会对其厌之又厌,因为人们会觉得这道疤痕会破坏那张完美的脸蛋。在意之甚,以至于心理扭曲都有可能。 可在我们的地球母亲的脸上,有一道长长的“伤疤”,它不是“丑陋”的代名词,而是一道“美丽且充满生机”的“伤疤”! 1.形成 如果从卫星上俯瞰东非大裂谷这个世界陆地最大断裂带,它真的犹如一道巨大的疤痕横列在东非草原上。 在地质构造运动中,地幔中的岩浆会往地面上涌,迫使部分地壳上隆,部分下陷,到一定程度之后就会发生断裂,大裂谷由此形成。 东非大裂谷确实是地球上最深的峡谷,最深处可以达2000米以上。许多人一定以为那里充满了险峻、幽暗,可这个深度是相较于海平面而言的,真正走到大裂谷地区的时候,你会发现这里充满了生机与活力。 2.生机 在大裂谷形成过程中,出现了很多火山。火山表面看起来脾气很暴烈,可是它却是地球生命形成最重要的因素之一。 火山喷发出的气体改变了地球的大气成分,创造了生命耐以生存的大气层。而喷发出来的火山灰富含各种微量元素,积淀之后就形成了肥沃的土壤,生命继而在这片沃土形成。 在大裂谷地区散落有很多火山、湖泊,裂谷的周边则是肥沃的草原。 有丰厚的水草自然就会有动物。在广阔的大裂谷草原上,生存着种群数量极大的野生动物:斑马、角马、野牛、羚羊,当然还有猎豹、大象、秃鹫等等。 可以说大裂谷地区集中了非洲最丰富的植物和动物资源,一幅美丽的地球生态画卷活灵活现的展现在人们眼前。 通过对大裂谷的考察,一些科学家提出最早的人类就出现在大裂谷地区,通过迁移走向世界各地。 当然这样的假定遭到了很多其他理论的挑战,比如说多地起源说。中国的科学家就提出人类的最初形成并不只在非洲一地,而是在很多地方不同时间出现。 毕竟如果人类最早在非洲形成,然后分布到世界各地,那么北京猿人属于最早一批人类的理论就站不住脚了。 3.新大陆 东非裂谷带正发生不断的延伸,最终非洲将分离出一个新的大路,已经是科学界不争的事实,只不过时间早晚而已。有人推测可能是在一千万年以后,有人觉得可能会更久,但每年这种变化无时不刻的都在发生着。 在埃塞俄比亚偶尔会发生地震,表面地层裂开,不断延伸着断裂带。 4.马拉松之乡 丰富的自然资源似乎并没有给当地的人民带来多大的财富,这里的人们生活十分贫苦。不过在大裂谷地区,尤其是在肯尼亚,人们找到了一种改变贫苦命运的方式:跑步。 在大裂谷地区,人们主要通过放牧获得经济来源,为了追逐适合的草原,当地的人民往往需要把牛羊驱赶到离家很远的地方,而过程中多是道路崎岖的山区。 为了能在日落前尽快赶回家里,长期以来这里的人们就炼成了极为娴熟的跑步技巧。 现在在大裂谷地区有专门的跑步学校,世界上很多知名的教练都来这里挑选选手。他们在跑步运动中也创造了奇迹:世界上最出色的马拉松选手中,有超过一半是肯尼亚人,其中的大多数又来自于大裂谷地区。 相较于一些哗众取宠的跑马拉松的人,大裂谷地区的人民把跑步当作是一种改变命运的机会,赌上了自己的未来。跑步对于他们来说是一种神圣的运动,他们真的是用生命在奔跑! 随机文章成语披荆斩棘的主人公是谁?披荆斩棘的故事简介多地惊现2017年巨大不明飞行物,空中盘旋30分钟后消失运20大型运输机数量猜测,未来100架造价20亿元小行星也会有卫星吗?小行星妊神星有两颗月亮海因里希概率安全法则,从55万起机械事故中得出的科学结论迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!
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