帶有輻射帶的“失敗之星”對天文學來說可能是一件大事

2025-12-09 07:27:28 分類：娛樂 閱讀(6)

褐矮星LSR J1835+3259的藝術印象(中心物體)。磁場、有帶的對天大事輻射帶和極光是輻射可見的。(圖片來源:uux.cn/Hugo Salais / Metazoa工作室插圖)
（神秘的文學地球uux.cn）據美國太空網（Monisha Ravisetti）：1958年，在發射第一顆美國衛星后不久，失敗之星科學家們對地球有了驚人的有帶的對天大事發現。圍繞著我們稱之為家的輻射巖石球體，數以噸計的文學高能質子和電子似乎不停地四處穿梭，形成了無法準確解釋的失敗之星粒子流。
很快，有帶的對天大事這些溪流就被稱為地球輻射帶——隨著時間的輻射推移，它們贏得了相當大的文學聲譽。例如，失敗之星眾所周知，有帶的對天大事輻射帶會危及宇航員，輻射并對人類的軌道設備構成威脅。后來，人們會發現這些帶也包裹著我們附近的其他世界，比如木星。事實上，就在今年，科學家們宣布，首次在我們鄰居之外的一個實體周圍發現了一個帶——不僅如此，還圍繞著迄今為止探測到的最令人困惑的物體之一:褐矮星，或“失敗的恒星”。
周四(8月24日)，獨立觀察這條褐矮星帶的兩個科學團隊之一向我們展示了他們對這一現象進行的關鍵測量，分辨率比美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡高約50倍。
“這是太陽系以外第一個探測到輻射帶的物體，”瓦倫西亞國際大學的天文學家Juan Bautista Climent告訴Space.com?！斑@一發現也證明了輻射帶不僅可以出現在行星中，也可以出現在褐矮星中，顯示了這種結構的普遍性?！?br>棕矮星的質量不足以成為一顆恒星，但對于研究它們的天文學家來說，它仍然是一個謎。Climent和他的團隊研究的那個，搖擺著一個經典的空間名字LSR J1835+3259，也不例外。
“像LSR J1835+3259這樣的物體代表了行星和恒星之間的橋梁，”Climent說。"因此，它們的無線電發射包含了兩者的一些特征."
然而，實際上是那些不可靠的無線電發射幫助研究小組發現這顆特殊的褐矮星似乎像我們的星球一樣穿著輻射帶——嗯，實際上，它更接近木星周圍的輻射帶。稍后會有更多的介紹。
深入一些發現細節:正如Climent所指出的，LSR J1835+3259是研究人員研究的完美目標，因為它距離我們只有大約18.5光年(從宇宙角度來說，這是非常近的)，并且散發出足夠的無線電發射數據，可以采用一種稱為超長基線干涉測量(VLBI)的技術。
簡而言之，VLBI連接了分布在地球上的多個望遠鏡，形成了一個巨大的虛擬儀器。所有這些觀測儀同時觀察同一個信號源，在收集信號的同時測量信號到達時間的差異等?？偟膩碚f，這就像有一個巨大的、地球大小的望遠鏡凝視著太空。
“無線電輻射揭示了在可見光下常常模糊不清的結構和形狀，”Climent說?！斑@就像獲得了一雙新的眼睛，有了它們，我們可以繪制出星系的延伸臂，追蹤磁場周圍高速粒子的路徑，甚至可以透過宇宙塵埃云進行窺視?！?br>有趣的是，這實際上是科學家如何用視界望遠鏡捕捉到有史以來第一張黑洞的直接圖像。
“我們使用歐洲VLBI網絡(EVN)獲得了比詹姆斯·韋伯太空望遠鏡高50倍的分辨率，并發現LSR J1835+3259的無線電發射具有類似木星和地球輻射帶的形態，”Climent說。
確定LSR J1835+3259的腰帶的另一個團隊使用了類似的技術，但使用了一種不同的VLBI網絡，稱為高靈敏度陣列。
“我們過去——現在仍在——探索無線電觀測可以告訴我們的關于宇宙的新領域，”Climent說。"我們想應用這項強大的技術來探測棕矮星的周圍環境."
他解釋說，如果沒有VLBI，被研究的褐矮星看起來只會像我們在天空中看到的普通恒星——僅僅是一個光點。
為什么褐矮星輻射帶很重要？在我們進入一些科學含義之前，請允許我解釋一下用輻射帶撞擊一顆褐矮星是多么真實。有時很容易忘記深空新聞是真正植根于我們生活的現實的東西。因此，如果我們能夠觀察LSR J1835+3259而不屈服于空間的真空，下面是我們可能會看到的。
“首先，”Climent開始說道，“我們的‘射電眼’會被比木星亮一萬倍的極光弄瞎。”
如果我們能夠設法解決這個問題，簡單地說，我們將能夠看到LSR J1835+3259的光球或可見表面的快速旋轉，在不到三個小時內完成一整圈旋轉。
與此同時，Climent解釋說，在褐矮星周圍會有一個像甜甜圈一樣的強大輻射，這將是輻射帶。
或者，正如他所說的，這個帶看起來就像是被捕獲的帶電粒子在褐矮星的南北半球之間跳躍的舞蹈，并遵循一條螺旋路徑:“多么壯觀的景象！”

概述團隊發現的信息圖。(圖片來源:uux.cn/Hugo Salais / Metazoa工作室插圖)
但是當然，除了給我們提供一個非常令人費解的精神場景，這顆褐矮星還有很多關于我們生活的宇宙的信息。
LSR J1835+3259已經教會了天文學家很多東西。事實上，它也是太陽系以外第一個探測到極光的天體。
“這項工作表明，褐矮星中的部分無線電發射可以以與木星非常相似的方式產生:通過輻射帶和極光，”Climent說?！拔覀儸F在可以利用通過多年木星觀測收集的知識，并將其應用于太陽系以外的其他物體，如LSR J1835+3259，以更好地了解它們的環境和內部?！?br>此外，Climent根據團隊的數據為這顆褐矮星的周圍環境提出了一個有趣的場景:也許它擁有一顆系外行星，就像太陽擁有我們的地球一樣，或者——因為它位于恒星和行星本身的中間——就像木星擁有衛星一樣。
“如果這是真的，它將與構成木星及其火山衛星木衛一的系統非常相似，”Climent說。

木星及其小衛星木衛一的影像。(圖片鳴謝:uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院/SwRI/MSSS圖片處理:凱文·m·吉爾(抄送)
透視地球
現在，全球的科學家們正朝著未來努力，人類肉眼無法觸及的宇宙區域最終將落入我們的掌控之中。Climent說，一個可以幫助我們看得更遠更清晰的工具是平方公里陣列，這是一個射電望遠鏡網絡，旨在揭示宇宙中更小更遙遠的物體的秘密，包括系外行星。
除此之外，系外行星獵人希望知道太陽系之外的世界是否有合適的物質來容納我們所知的生命——或者我們不知道的生命。
“了解系外行星的磁性條件對于確定它們是否能夠支持外星生命非常重要，”Climent說?！斑@些新行星周圍的輻射對生命能否在那里生存起著重要作用。”
展望未來，該團隊希望更詳細地觀察他們鎖定的褐矮星，并確認潛在的系外行星是否真的存在。但是沐浴在這一最新發現的光芒中，研究人員思考了研究太空深處是如何讓地球進入視野的。
“這一發現與我收到的最美好的禮物不謀而合:我的第一個兒子，”他說。“將來，我想告訴他一千個關于宇宙的故事，但同時提醒他，我們都居住的這個小星球是我們必須照看的巨大寶藏?！?br>關于這項工作的論文發表在8月24日的《科學》雜志上。