脉冲星可能有很小的山脉 _脉冲星

蟹状星云的复合光学/X射线图像，显示了周围脉冲星风星云中的同步辐射，由中心脉冲星注入的磁场和粒子提供动力。来源：NASA/HST/ASU/J
据《今日宇宙》（马克·汤普森）：想象一下，一颗恒星密度如此之高，一茶匙物质的重量相当于珠穆朗玛峰，每秒旋转数百次，同时向宇宙发射无线电波。这些是脉冲星，大质量恒星的坍缩核心。一些脉冲星正在打破我们所理解的物理规则，答案可能就在它们表面的小山这样简单的东西上。
科学家们早就知道，当脉冲星旋转得太慢，无法产生产生无线电波所需的强大电场时，它们最终会“死亡” 。这个边界被称为“死亡线”，标志着脉冲星应该永远沉默的地方，好吧，停止脉冲！然而，一组研究人员发现，尽管脉冲星远低于这一理论极限，但它们仍然非常活跃。
两个特别令人费解的例子是PSR J0250+5854和PSR J2144-3933 。根据目前的模型，这些脉冲星应该是无线电静默的，但它们继续在太空中发射信号。直到现在，科学家们还无法解释这些“死亡”的脉冲星是如何仍在脉动的。
北京大学的一项新研究表明，答案可能出奇地简单：脉冲星表面的小山。这些不是我们在地球上所知道的山；它们可能不超过一厘米高，大约是指甲的高度。但在引力比地球强1000亿倍的中子星上，即使是如此小的特征也会产生巨大的影响。
由北京大学徐子浩领导的研究人员开发了复杂的计算机模型，以了解这些微型山脉将如何影响脉冲星周围的强大电场。他们发现，这些微小峰值的陡坡极大地放大了局部电场，使脉冲星更容易加速粒子并产生产生无线电波的电子和正电子级联。他们的研究发表在arXiv预印本服务器上。
把它想象成用放大镜聚焦阳光；这座山的曲面将电场集中成一束更强大的光束。这种放大可以将触发无线电发射所需的能量阈值降低一半或更多，有效地使“死亡”的脉冲星复活。它们还提供了关于中子星实际由什么组成的线索，这是物理学中最大的未解之谜之一。为了使山脉在中子星表面生存，材料必须非常坚固。高能粒子的强烈轰击会迅速侵蚀任何普通物质。
研究人员提出，中子星可能由“奇异物质”组成，这是一种由强核力而非电磁力结合在一起的奇特物质。这种材料足够坚硬，可以在中子星的极端环境中保持表面特征，其结合能比普通物质强数百万倍。
这项研究为理解中子星和测试基础物理学开辟了令人兴奋的新可能性。如果脉冲星表面山脉很常见，天文学家应该能够通过仔细观察脉冲时间和强度模式来检测它们的影响。例如，即将推出的中国FAST望远镜可能能够发现这些微小峰值的迹象。
这项工作还表明，中子星的“故障”，即自转速度的突然变化，可能与星震期间地表山脉的形成或破坏有关。这可能为研究这些奇异物体的内部结构提供一种新方法。