不合群的奇特中子星

撰文｜马克·阿尔珀特（Mark Alpert）

翻译｜谢懿

科学家发现中子星卡尔韦拉与以往发现的中子星光谱相似，但在其他方面却特立独行：据观测，卡尔韦拉的银纬坐标相较于其他中子星要高，飞离银河系的速度也快于其他中子星。

我们的银河系中散落着大量死亡恒星的遗骸。在生命的最后时刻，绝大多数恒星会抛掉它们的外部包层，收缩成密度很高、个头却只有地球大小的白矮星。但是大质量恒星会以超新星爆发的方式，给自己的一生画上句号，留下一颗更为致密的中子星。中子星的直径只有20～40千米，质量却可以超过太阳。（质量更大的恒星最终会演化成黑洞。）从20世纪60年代开始，天文学家们就观测到了大量的中子星，包括高速旋转的射电脉冲星和吸积伴星物质的X射线双星。2007年8月，科学家宣布发现了一颗中子星，这可能是发现的中子星中最年老的一颗。它在小熊座中孤零零地辐射出X射线，似乎与以前观测到的中子星都不太一样。

中子星

大质量恒星在演化晚期，发生超新星爆发后，核燃料耗尽，核心在引力作用下坍缩，形成主要由中子组成的稳定星体——中子星。中子星是一种依靠简并中子产生的压力来对抗引力，使压力与引力相平衡的致密星，密度极大但体积很小。

长期以来，科学家都对中子星兴趣十足，因为它们可以帮助科学家研究极端条件下的物理规律。它们的强大引力可以把电子压入质子，从而形成中子；在中子星核心，引力甚至能够把中子压碎成夸克。为了更好地了解中子星的形成与演化，一些研究人员专注于研究孤立中子星。这种中子星，已经从造就它们的超新星爆发所产生的遗迹中脱离了。过去10多年来，天文学家利用德国的空间望远镜伦琴X射线天文台（ROSAT），通过检测X射线辐射，已经发现了7颗这样的中子星，但没有一颗能够像脉冲星一样发出射电辐射。这7颗中子星以20世纪60年代的经典电影《七侠荡寇志》（The Magnificent Seven）中7位主角的名字来分别命名，它们距离太阳都比较近（大多不超过2,000光年），年龄也不算大（不超过100万年）。

夸克

构成质子、中子这一类强子的更基本粒子被称为夸克。

加拿大麦吉尔大学的罗伯特·拉特利奇（Robert Rutledge）、美国宾夕法尼亚州立大学的德里克·福克斯（Derek Fox）及安德鲁·舍夫丘克（Andrew Shevchuk）在使用ROSAT数据寻找其他孤立中子星的过程中，在一片没有普通恒星的天区中发现了一个X射线源。他们利用空间和地面望远镜进一步观测发现，这个天体的光谱与“七侠”十分相似。但是，新发现的天体又和其他孤立中子星有着较大的差异，因此研究人员最终用电影中的反派角色卡尔韦拉为它命名。卡尔韦拉的银纬坐标高得出奇：从地球上看过去，这颗中子星位于银盘上方30度左右。（银经和银纬是以银河系为参考系的空间坐标，银河系内大多数恒星位于一个盘面之中，中子星也大多位于这一银盘面上，银纬一般为0度左右。）如果卡尔韦拉的物理特性与其他孤立中子星一样，它到地球的距离就是25,000光年，到银盘的距离为15,000光年。

艺术家描绘的孤立中子星，磁力线环绕着这个极端致密的恒星残骸。

这样的距离使得卡尔韦拉恰好位于银晕之中。银晕是包裹银河系的一个弥散球状区域。中子星不可能在银晕中形成，因此研究小组怀疑，卡尔韦拉可能是在诞生时，受到强烈的冲力而被抛出银盘的。但是，如果真像模型预言的那样，卡尔韦拉形成时间不到100万年，那么它飞离银河系的速度就会超过每秒5,000千米，比其他所有中子星的速度都要快。

脉冲星

脉冲星是一种快速自转的中子星，可有规则地发射毫秒至百秒级的短周期脉冲辐射，通常有10⁷～10⁹特斯拉的强磁场。若短周期脉冲辐射在射电波段发射则为射电脉冲星，其辐射波段通常为毫秒至秒级。毫秒脉冲星则指脉冲周期仅为毫秒级的脉冲星。

这些问题使得科学家重新考虑了卡尔韦拉的归类。他们推测，卡尔韦拉也许是一颗毫秒脉冲星。这种中子星通过吸积伴星物质使自转加速，自转周期可以达到毫秒级。对于卡尔韦拉而言，它的伴星也许在很久以前就被它彻底吞噬了。如果这个假设正确，卡尔韦拉到地球的距离就会近得多，介于250～1,000光年之间，一跃成为距离最近的中子星。但是，当研究人员把射电望远镜对准它的时候，他们并没有探测到卡尔韦拉发出的任何超高速脉冲辐射。福克斯说：“这无疑使卡尔韦拉变得更加神秘。”这些研究人员正计划通过更多的观测来查明它的性质。同时，他们也要研究其他10个孤立的X射线源，或许它们也会让科学家困惑不解。

老电影——《七侠荡寇志》

《七侠荡寇志》，又译为《豪勇七蛟龙》，改编自《七武士》，是好莱坞集合众多动作片演员拍摄的一部西部电影，于1960年上映。

影片讲述了墨西哥的一个小镇屡屡遭到强盗抢劫，万般无奈之下镇民寻找枪手来保卫家园。最后共有七名充满正义感而且身怀绝技的勇士来到村庄，力战一百多名强盗，最终将他们歼灭。而七名勇士中的四名也为了村子的和平献出了宝贵的生命。