为什么毫秒脉冲星可以存在数十亿年?

通常情况下,科学家将自转周期小于10毫秒的脉冲星成为毫秒脉冲星,这意味着这类脉冲星一秒可以旋转超过100圈,是转速最快的一类中子星,比如最快的毫秒脉冲星PSR J1748−2446ad一秒能够旋转716圈。

一般人可能认为,毫秒脉冲星的自转速度是如此之快,所以它的动能损失也会非常大,这会使得这类脉冲星的自转速度能够快速下降,最终退出毫秒脉冲星的行列中。

但是根据科学家的观察却发现,毫秒脉冲星往往是一类异常长寿的脉冲星,它们能够保持高速自转数十亿年的时间。

那么为什么毫秒脉冲星会存在这种反直觉的现象呢?这就不得不提到毫秒脉冲星的起源了。

毫秒脉冲星吸积物质会将角动量传递给脉冲星,从而使得它转得越来越快
毫秒脉冲星吸积物质会将角动量传递给脉冲星,从而使得它转得越来越快

通常情况下,脉冲星的自转速度并不会达到每秒自转上百圈的疯狂速度,但是如果脉冲星的周围存在其他物质,那么这些物质在被中子星吸积的过程中,就会将吸积物质的角动量传递给脉冲星,从而使得脉冲星的自转速度越来越快,最终变成毫秒脉冲星。

而当这些物质落在毫秒脉冲星上的时候,还会破坏脉冲星的磁场,从而使得毫秒脉冲星的磁场强度比普通的脉冲星弱1000~10000倍。我们知道磁场特别强的脉冲星叫做磁星,当脉冲星高速自转会切割磁场,从而使得它的自转速度快速下降。偏偏毫秒脉冲星的低磁场在减缓其自转方面的效果非常差。

毫秒脉冲星的磁场比普通脉冲星要弱1000~10000倍,这一点也很好的阻止毫秒脉冲星变慢
毫秒脉冲星的磁场比普通脉冲星要弱1000~10000倍,这一点也很好的阻止毫秒脉冲星变慢

正是上述的两种原因,才导致自转速度极快的毫秒脉冲星反而能够存活数十亿年时间,也成为人类观察到的最古老的脉冲星。

因为毫秒脉冲星的减速效果非常差,所以它的转速极为稳定,一些毫秒脉冲星在几十年内的平均自转时间可以和高精度计时的原子钟的稳定性相媲美。这类超稳定的毫秒脉冲星还能够帮助科学家发现其周围轨道上的其它物体,甚至连小行星这样的小天体也能够被发现。

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