重大合作揭示了对双星系统的新见解

牛津大学的研究人员为一项重大的国际研究做出了贡献，该研究捕捉到了一种罕见而迷人的太空现象：双星系统。这项研究，“黑洞和中子星的共同吸积不稳定性”，已发表在《自然》杂志上。

长期以来，科学家们一直对X射线双星系统感兴趣，其中两颗恒星相互环绕，其中一颗是黑洞或中子星。黑洞和中子星都是在超新星爆炸中产生的，并且非常密集 - 使它们具有巨大的引力。这使得它们能够捕获在双星系统中围绕它运行的正常恒星的外层，被视为围绕黑洞/中子星的旋转物质盘(模仿漩涡)。

根据理论计算，这些旋转盘应该表现出动态不稳定性：大约每小时一次，盘的内部迅速落到黑洞/中子星上，之后这些内部区域重新填充并重复该过程。到目前为止，这种剧烈而极端的过程只在黑洞双星系统中被直接观察到过一次。这是第一次在中子星双星系统中看到它，称为Swift J1858.6-0814。这一发现表明，这种不稳定性是这些盘的一般特性(而不是由黑洞的存在引起的)。

这一现象是通过将来自五个地面和太空望远镜的数据结合起来捕获的，这些数据包括多个波长。该科学团队是由加那利群岛天文研究所领导的天文学家的国际合作，在2018年首次发现中子星系统时成立。这些望远镜包括Karl G. Jansky超大阵列：世界上最灵敏的射电望远镜之一，位于新墨西哥州，由27个巨大(直径25米)望远镜碟形组成。

牛津大学物理系的Jakob van den Eijnden博士领导了对Karl G. Jansky超大阵列数据的分析。他说：“我们对无线电波长数据的观察突出了这些不稳定性的一个重要特性。我们发现，当漩涡清空时，一些气体以所谓的'无线电射流'被射入太空：狭窄的气体束以接近光速的速度射出。

观察到这些射流的亮度是可变的，现在可以通过每当圆盘开始或完成清空(导致亮度峰值)时以这些极端速度发射的射流物质来解释。当圆盘稳定时，射流停止，亮度降低。得出这一结论只有通过比较望远镜在电磁波谱(从无线电到X射线波长)上观察到的变异性才有可能，电磁波谱同时探测圆盘和射流的行为。

van den Eijnden博士补充说：“这一发现只是这些不稳定性的第二个例子，也突出了这种行为的罕见性。因此，在不同类型的二进制系统中查找更多示例是首要任务。由于这个过程的短暂性，我们无法预测我们何时会得到另一个机会。到那时，我们需要准备好重复我们的国际观测努力。

“我认为许多早期职业研究人员的国际合作和参与是这项工作最令人兴奋的方面之一。我们分析了一个真正独特的数据集，收集起来极具挑战性，因为气体捕获过程是'短暂的'：它只发生几个月，不可预测，然后再次关闭，“van den Eijnden说。