宇宙之最系列—最亮也最远的中子星.PDF

宇宙之最系列—最亮也最遠的中子星 中子星是大質量恆星死亡留下的殘骸，不能像一般恆星一樣內部經核融合反 應產生能量，但可藉由磁偶極輻射機制耗損自身轉動動能，或吸積伴星物質轉化 重力位能產生輻射，中子星的輻射通常有脈衝現象，稱之脈衝星。一般相信，如 一般恆星一樣，中子星的發光功率不會超過所謂的艾丁頓極限，對於一個 1.4倍 太陽質量的中子星而言，這個值約為每秒2.510 爾格，而中子星質量一般認 為部會超過 3.2倍太陽質量。因此以現有望遠鏡的靈敏度，天文學家並不預期能 在本銀河系及大小麥哲倫星系 (非常靠近本銀河系的二個不規則星系) 以外能偵 測到脈衝星。 近年來由於 X 光望遠鏡靈敏度增加，天文學家在鄰近星系發現了一些超亮X 光光源(Ultraluminous X-ray sources ，簡稱ULXs) ，其發光功率估計可高達每秒 10 爾格 假設其輻射是各向均勻( ) ，一般認為這些超亮光源是天文學家期盼已久 的中等質量黑洞，其質量約在數百到數千個太陽質量，因此其艾丁頓極限才能超 過每秒 10 爾格。 但令人驚奇的是自 2014 年以來，天文學家陸續發現三顆 ULXs有明顯的脈 衝現象，說明了 ULXs是有些是中子星而非黑洞。 其中最亮的一個NGC 5907 X-1 位於星系 NGC 5907 (如左圖) ，距離我們有五千萬光年，它與另一顆星構成了一 個雙星系統 (如右圖) 。他的光度變化很大，觀測到的發光功率最大時高達每秒 2.210 爾格，一秒鐘輻射出的能量比太陽一年還多。或許它的輻射並非各向 均勻，而我們正好在其輻射集中的方向，這可以讓 NGC 5907 X-1發光功率低於 中子星的艾丁頓極限。但這又難以解釋天文學家觀測到它極大的脈衝週期變化， 從 2003 年觀測到的 1.428秒急速縮減到 2014 年的 1.136秒。NGC 5907 X-1的發 現造成了一些理論天文物理上的挑戰。 撰稿人 周翊 2017.03.15