美天文学家观测到伴星系统的“死亡之舞”

利用美国宇航局（NASA）的“雨燕号”（SWIFT）卫星和罗西X射线时变探测器（RXTE），天文学家有幸发现银河系中一个伴星系统上演的“死亡之舞”。相关论文即将发表在《天体物理学杂志通讯》（Astrophysical Journal Letters）上。
 
2007年6月7日，“雨燕号”突然从银河系中心方向收到X射线和伽马射线的爆发信号。NASA戈达德空间飞行中心的Hans Krimm等人发现，射线源位于银河系中央的人马座，距地大约2万5千光年，研究人员将其定名为SWIFT J1756.9-2508。
 
6天后，NASA和MIT的天文学家开始利用RXTE观测该区域，他们发现了一颗十分奇异的天体，尽管体积较大，它的最小质量大约只有木星的7倍，实际质量也不会超过木星的30倍。与一般的行星围绕着恒星运动不同，该小质量天体环绕的是一颗37万公里外的毫秒脉冲星（millisecond pulsar，每秒高速旋转数百次的中子星，会发出极短周期的电磁脉冲信号），运动周期为54.7分钟。

尽管新发现的伴星系统中伴星体积比脉冲星大得多，但后者的质量却是前者的100倍（图片来源：Aurore Simonnet/Sonoma State University）

美国西北大学Christopher Deloye说，“由于构造原因，该天体不会是一颗行星，本质上应该是一颗质量削减到行星水平的白矮星。”论文合著者、戈达德中心的Craig Markwardt表示，“该物体仅仅是一颗恒星的‘骨架’，脉冲星已经吞噬掉了它的气体外包层，剩下的只有氦气构成的核。”
 
尽管大部分的脉冲星会随着年龄的增长越转越慢，但如果能够持续地吸入来自伴星的气体，它的转速反而有可能会加快。在研究中，Markwardt从X射线时变数据中探测到了该小质量星体的微调作用，它的牵引力会使脉冲星接近或远离地球。
 
此次的研究是天文学家第8次发现毫秒脉冲星从伴星获得质量，但这却是他们第2次发现如此小质量的伴星（另一颗为XTE J1807-294）。
 
研究人员推测，该伴星系统大约形成于几十亿年前，由一颗质量很大和一颗质量较小的恒星（1~3个太阳质量）组成。大质量恒星进化很快，并发生超新星爆发，最终成为中子星。而质量较小的恒星这时正在膨胀成为红巨星，因此，二者的气体外壳发生了“亲密接触”，造成了轨道能量的损失，两颗恒星越来越近并同时喷射出外层气体。
 
现在，这两个天体如此接近，中子星的强大引力使伴星形成了潮汐隆起（tidal bulge），气体逐渐流入中子星星盘内供其吞噬。但如果气体流动不稳定或者中子星内存积了过多的气体，就会导致上述的能量爆发。
 
Krimm表示，经过数十亿年，该伴星已所剩无几，它能否继续生存目前也还不清楚。“它已经饱受打击，但这就是自然的一部分，”他说。