科研动态超高速脉冲星起源之谜中微子火箭模型照亮前行路

自1967年脉冲星的首次发现至1970年,仅短短三年时间内,天文学家们就已经观测到这些天体的平均自行速度异常高。随着对脉冲星的持续研究和观测,科学家们惊讶地发现,有些超高速脉冲星甚至能够达到每秒1000公里以上的速度,并且这种现象似乎在不断增加。这一谜团长期困扰着天文学界,他们提出了多种理论来解释这一奇异现象,如超新星前身内部对流不稳定、磁偶极偏心辐射、中微子-核子散射及中微子振荡等模型,但仍然存在许多难题。

新疆天文台的一位博士研究生李正以及他的同事们最近提出了一个全新的理论,即中子星内部的中微子火箭模型。他们利用澳大利亚国立天文台(ATNF)提供的大量数据,对那些自行速度超过1000km/s的脉冲星进行了详细分析。在这个模型中,根据Weinberg-Salam电磁弱相互统一理论,当中子的回旋运动时,它会产生中微子和反中微子的对。但是单个中的回旋运动所产生的效应非常微小,因此科学家们提出,在超流区形成的一种特殊结构——称为“Cooper 对”,它们也会参与到回旋运动并生成大量中微子的过程。此过程将导致一种方向性明显不同的手中的左手和右手、中型粒子的发射,从而使得整个系统获得动量守恒,这意味着当这些粒子从中心喷出时,与其相向移动的是反向速度。而由于这种持续不断喷射出的粒子的影响,这些带有强烈旋转能量的小球状物体开始加速,其自行速度与其轴线保持相同。这一现象已被Crab 和Vela 脉冲星所证实。

值得注意的是,由于这些高速颗粒来自于整体旋转能,而不是外部力作用,这样导致了一个有趣结果:对于周期较长的脉冲星来说,它们通过减慢自身绕轴线旋转来维持自己的高速状态,从而进一步加剧了其自行速度变化率。这种预言被实验验证,并且这项工作已在《Astrophysical Journal》上发表,其中学者彭秋作为通讯作者之一。他和他的团队成功建立了一条有关不同涡轮数值对应不同速率演化图,以及另一条关于长周期脉冲星螺距减慢关系图。

此次突破性的研究不仅揭示了更深层次理解宇宙物理学的问题,而且为我们了解更复杂宇宙结构提供了新的视角。

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