科学家发现违背物理定律、快速旋转的“独角兽”天体

天文学家发现了一个令人费解的“独角兽”天体，它非但没有减速，反而在加速旋转，这违反了物理定律。

由美国国家科学基金会（NSF）绿岸天文台（GBO）领导的科学家团队最近发现了一个极其罕见的天体，称为长周期暂现射电源（Long Period Radio Transient, LPT），编号为CHIME J1634+44。这类天体类似于旋转射电暂现源（Rotating Radio Transients, RRATs），后者是短射电脉冲的来源，被认为是由脉动中子星（脉冲星）引起的。LPT的不同之处在于它们具有极长的自转周期，通常在数分钟至数小时之间。然而，CHIME J1634+44是迄今为止观测到的唯一一个正在加速自转的LPT，这表现为其自转周期不断缩短以及其不寻常的偏振特性。

这些特性挑战了我们目前对暂现源的理解，并对支配宇宙的物理定律提出了新的问题。尽管如此，CHIME J1634+44发出的重复射电暴的时间模式尚不清楚。NSF GBO的扬斯基学者冯秋·亚当·董（Fengqiu Adam Dong）在国家射电天文台（NRAO）的新闻稿中表示：

“不妨称CHIME J1634+44为‘独角兽’，即使在其他LPT中也是如此。其射电暴似乎每隔14分钟或841秒重复一次——但同时存在一个明显的次级周期，即4206秒或70分钟，正好是前者的五倍。我们认为这两个周期都是真实的，这很可能是一个有物质围绕中子星运行的系统。”

除绿岸望远镜（GBT）外，此次观测还利用了甚大阵列（VLA）、加拿大氢强度测绘实验（CHIME）快速射电暴与脉冲星项目、以及NASA的尼尔·格雷尔斯雨燕天文台（Swift），并得到了低频阵列（LOFAR）的补充观测。这些望远镜的综合能力使科学家能够详细探测和研究该天体发出的异常信号。

CHIME凭借其大视场探测到了该暂现源的周期性爆发并监测了其自转；而VLA利用干涉成像进行实时快速暂现源搜寻的系统（又名realfast）则提供了高频观测数据，用以校正星际介质（ISM）造成的畸变，并提供了更精确的位置信息。GBT提供了高分辨率的时间数据，用于分析其偏振和自转状态；同时，Swift则搜寻了对应的X射线辐射，对其他天文台的射电观测进行了补充。

通常情况下，像中子星这样的致密天体，其能量会随时间流逝而损失，导致其自转减慢，自转周期变长。但当团队观测CHIME J1634+44时，他们发现其自转周期正在变短，这意味着这个LPT必定在加速自转。由于单颗恒星发生这种情况缺乏合理解释，研究团队推测它必定是一个轨道正在收缩的双星系统的一部分。这可能是双星系统通过引力相互作用或发射引力波（GWs）损失能量所致。

这种加速现象在近距离相互绕转的白矮星双星系统中也曾被观测到，会让人误以为其周期在变短，但从未发现过中子星能在每次爆发中都表现出这种行为。此外，CHIME J1634+44发出的射电暴在穿越太空传播时呈现出完美的旋涡状，意味着它们是完全圆偏振的。这表明这些无线电波的产生方式与我们已知的所有其他天体都不同。董补充道：

“CHIME J1634+44的发现扩展了已知的LPT种群，并对现有的中子星和白矮星模型提出了挑战，表明可能还有更多此类天体有待发现。”

这些发现为射电天文学开辟了新的研究途径，并可能帮助天文学家破解旋转中子星 —— 这个宇宙中最神秘天体之一 —— 的谜团。

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