科學家提出中微子火箭模型解釋超高速脈沖星起源

　　隨著脈沖星觀測不斷增多，科學家發現不少脈沖星的速度超過1000km/s，并且數量不斷增加。這些超高速脈沖星的起源尚不清楚。目前提出的超新星前身星內部對流不穩定、磁偶極偏心輻射、中微子-核子散射及中微子振蕩等模型仍存在困難。

　　中國科學院新疆天文臺星系宇宙學團組博士研究生李正及其合作者，提出一種中子星內部中微子火箭模型，該模型結合澳大利亞國立天文臺（ATNF）脈沖星數據，對自行速度大于1000km/s的脈沖星起源給出了可能的解釋。根據Weinberg-Salam的電磁弱相互統一理論，做回旋運動的中子會輻射中微子和反中微子對。但是單個中子的回旋運動輻射功率較低，產生的效應十分微弱。中子星內部超流區，由中子結合形成的中子Cooper對也會做回旋運動輻射中微子對。科研人員計算發現這些中子Cooper對的回旋運動輻射功率高，輻射出的左手中微子和右手中微子具有明顯的方向不對稱性。由于動量守恒，當中子星沿著自轉軸噴射中微子流時，中子星本身也會沿著自轉軸正向獲得反沖速度。由于中子星內部源源不斷的噴射中微子流，中子星會持續不斷加速（圖1），導致自行速度與自轉軸同向，該現象也被Crab和Vela脈沖星觀測證實。

　　這些中子星內的中微子輻射能量由中子星整體旋轉能提供，所以會導致中子星自轉變慢。模型預測對于長周期脈沖星自轉減慢速率加快，在圖上呈關系（圖2），區別于標準的磁偶極自轉減慢關系。該理論預言得到觀測驗證。該理論模型的提出有助于理解中子星內部超流區的物理性質，相關研究成果已發表在《天體物理學雜志》（ApJ, 2022, 931,123)上。

圖1.不同的渦旋量子數對應的脈沖星的速度-周期演化圖

圖2.長周期脈沖星線性擬合結果