超巨快速X射线瞬变双星宇宙动物园中的新品种



　欧洲航太总署（ESA）的Integral伽玛射线观测卫星确认了一种新型的超巨快速X射线瞬变双星。由此观测结果，Integral揭示了宇宙中还藏有大量神秘又有趣的天体。

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http://esamultimedia.esa.int/mu...o/courbe9.avi

　　这种新型的双星系统，其中一颗子星是非常致密的天体，可能是黑洞，也可能是中子星或波霎（pulsar），会反覆爆发高能、变化快速的X射线爆发；另一颗子星则是非常明亮的超巨星（supergiant）。科学家将这种新型的双星系统称为「超巨快速X射线瞬变双星（supergiant fast X-ray transients）」。「瞬变天体（transients）」是指会X射线辐射周期性增强的天体系统。

　　在Integral升空之前，只有少数其中子星为超巨星的X射线双星曾被侦测到；美国David Smith曾利用Rossi XTE卫星发现第一颗这种天体XTE J1739-302。科学家认为这种高质量的X射线双星系统应该非常稀有，因为质量这么高的超巨星，寿命也非常短，因此这样的双星系统存在的时间必定不长。然而，从Integral和另一艘X射线观测卫星的观测资料来看，我们银河系中的超巨瞬变X射线双星的数量可能远比科学家原来猜想的还多很多。特别是，Integral的资料显示这种「超巨快速X射线瞬变双星」并不分布在银河中的特定区域，而是整个银河系中均可见。

　　基于这种X射线会周期性增强的特性，科学家猜测：其他观测卫星无法侦测到许多这种系统的原因，可能是因为他们的灵敏度不够高、持续监测的时间不够长、视野不如Integral广等原因。

　　这些X射线瞬变双星常有短暂的爆发，X射线辐射会突然快速增加好几倍，在数十分钟之内便到达峰值，这种情况仅延续数个小时便逐渐消退。这和其他的瞬变X射线双星不同，后者的爆发时间通常比较长，多半可延续数星期至数个月左右，可能是致密天体周围吸积盘中的黏致物质落在致密天体表面所引发的。


科学家认为：超巨快速X射线瞬变双星可能与非常明亮的超巨星有关，爆发时间非常短暂的原因便是来自超巨星和致密天体之间物质交换的结果。超巨星表面发出的强烈恒星风，带着超巨星的表面物质直奔致密天体的过程中，与致密天体所发出的恒星风短兵相接。造成爆发发生的原因可能有二：一是由于超巨星所抛出的物质并不是连续、定量的方式，而是偶而抛出大团的物质团块，让致密天体周边的吸积盘质量突然增高，因而造成快速的X射线闪焰爆发。另外一种造成爆发的原因，则可能是超巨星的恒星风在落入致密天体的重力掌控时，因为有某种不知名的原因，变得非常不规则且扰动剧烈，因而引发爆发现象。

　　论文主要作者、西班牙Alicante大学的 Ignacio Negueruela,表示：「我们相信，无论是哪种原因，不论致密天体的本质是黑洞、慢速X射线波霎还是快速X射线波霎等，由于爆发时间如此短暂，应该不可能与致密天体的性质有关；这种快速爆发现象都与超巨星和致密天体之间的物质交换有关。」了解这种超巨快速X射线瞬变双星的行为与性质，将有助于科学家了解致密天体周边物质的吸积过程，或许也可以藉此了解高质量X射线双星系统的形成过程。