西弗吉尼亚大学的研究人员帮助发现了迄今为止最大规模的中子星,这是通过波卡洪塔斯县绿色望远镜发现的突破。

中子星,名为J0740 + 6620,是一种快速旋转的脉冲星,其包裹太阳质量的 2.17倍(相当于地球质量的333,000倍),形成一个仅20-30公里(约15英里)的球体。这种测量方法接近单个物体的质量和紧凑程度的极限,而不会将自身压缩成黑洞。

这颗恒星被探测到距离地球大约4,600光年。一光年大约是六万亿英里。

这些研究结果来自美国国家科学基金会资助的NANOGrav物理前沿中心,今天(9月16日)在自然天文学上发表。

论文作者包括Duncan Lorimer,天文学教授和Eberly艺术与科学学院副院长进行研究; Eberly物理与天文学杰出教授Maura McLaughlin; Nate Garver-Daniels,物理和天文系系统管理员; 和博士后和前学生Harsha Blumer,Paul Brook,Pete Gentile,Megan Jones和Michael Lam。

McLaughlin说,这一发现是许多偶然的结果之一,它是在常规观测中出现的,是寻找引力波的一部分。

“在绿岸,我们正试图探测来自脉冲星的引力波,”她说。“为了做到这一点,我们需要观察许多毫秒脉冲星,它们是快速旋转的中子星。这个(发现)不是引力波探测论文,而是我们观察中产生的许多重要结果之一。”

通过称为“夏皮罗延迟”的现象测量脉冲星的质量。从本质上讲,根据爱因斯坦的广义相对论,来自白矮星伴星的引力会扭曲它周围的空间。这使得来自脉冲星的脉冲在白矮星周围穿过扭曲的时空时会稍微移动一点距离。这个延迟告诉他们白矮星的质量,这反过来提供了中子星的质量测量。

中子星是被超新星灭绝的大质量恒星的压缩残骸。当巨星在超新星中死亡并且它们的核心崩溃时,它们就会产生,质子和电子相互熔化形成中子。

为了形象地发现中子星的质量,单糖立方值得中子 -星级材料将在这里权衡地球100万吨,或约等于整个人口。

虽然天文学家和物理学家已经对这些物体进行了数十年的研究,但仍有许多关于它们内部性质的谜团:被压碎的中子变得“超流体”并自由流动?他们会分解成亚原子夸克或其他异国粒子的汤吗?重力胜过物质并形成黑洞的转折点是什么?

“这些明星非常具有异国情调,”麦克劳林说。“我们不知道它们是由什么组成的,一个非常重要的问题是,'你能让这些星星变得多大?' 它对我们根本无法在地球上的实验室创造的非常奇特的材料产生影响。“

脉冲星得名,因为它们从磁极发出的双波束无线电波。这些光束以类似灯塔的方式扫过太空。有些人每秒旋转数百次。

由于脉冲星以如此惊人的速度和规律性旋转,天文学家可以将它们用作原子钟的宇宙等效物。这种精确的计时有助于天文学家研究时空的性质,测量恒星物体的质量并提高他们对广义相对论的理解。