第24章 PSR J1748－2446ad (5/6)

磁重联：吸积盘与磁场线连接处释放能量（类似太阳耀斑），进一步消耗磁场。

弱磁场直接减少了磁偶极辐射损失（辐射功率与磁场平方成正比，psr

j1748-2446ad的辐射损失比年轻脉冲星低10?-10?倍）。同时，吸积物质撞击表面带来的角动量补充，让中子星的自转持续加速——这种“消耗磁场+补充角动量”的平衡，维持了它10亿年的快转。

1.2

极限自转的“临界点”：离心力与引力的“拔河”

psr

j1748-2446ad的赤道速度达光速24%，此时离心加速度（6.4x1011

m\/s2）是引力加速度（3.9x1012

m\/s2）的1\/6，刚好未达解体极限。最新广义相对论数值模拟显示：

若自转周期再缩短0.1毫秒（至1.3毫秒），离心力将与引力持平，表面物质开始飞离；

维持当前速度需要内部压力至少是核物质密度（101?

g\/cm3）下理想气体压力的3倍——这意味着中子星内部可能存在超流中子或夸克物质，以更高压力抵抗离心力。

二、伴星的“牺牲”与双星系统的“进化”：白矮星的命运

psr

j1748-2446ad的伴星是颗0.3倍太阳质量的白矮星，轨道周期2.6天。这对双星的互动，是球状星团恒星演化的“微观样本”。

2.1

潮汐锁定：伴星的“同步旋转”

因轨道极近（半长轴1.8x10?公里，仅为日地距离12%），白矮星被中子星潮汐力锁定——自转周期与轨道周期一致（2.6天）。它始终以同一面朝向中子星，表面因潮汐加热升温至10?

k（普通白矮星仅103

k），缓慢蒸发的星风部分被中子星重新吸积，形成“吸积-蒸发”循环。

2.2

轨道演化：角动量的“悄悄转移”

通过脉冲到达时间延迟观测，天文学家发现psr

j1748-2446ad的轨道周期每年缩小1x10?1?秒。这意味着中子星通过吸积伴星物质，持续获得角动量，同时将部分角动量传递给白矮星，使轨道更紧凑。这种“进化”最终可能导致白矮星被吞噬，或两者合并为中子星\/黑洞——但过程需101?年，远超宇宙当前年龄（138亿年）。

三、x射线与引力波的“探测密码”：最新观测的突破

要理解psr

j1748-2446ad，必须依赖多波段观测——x射线揭示表面温度与热辐射机制，引力波则“触摸”内部结构。

3.1

x射线热辐射：“冷却中的中子星”

2019年，钱德拉x射线天文台捕捉到它的热辐射谱——近似黑体辐射，峰值对应表面温度约1.2x10?

k（12万摄氏度），比普通毫秒脉冲星（5x10?

k）更高。这种“慢冷却”指向两种可能：

超流中子的“保温”：内部中子形成超流体（无粘滞量子流体），热导率极低，阻止热量向表面传递；

夸克物质的“高热容”：若存在夸克物质，其热容更高，能储存更多热量。

无论哪种情况，都证明中子星内部存在奇异物态——这是我们要找的“中子星密码”。

3.2

引力波的“缺席”与“期待”：ligo的“倾听”

快速自转的中子星会辐射连续引力波（频率716

hz），但ligo至今未捕捉到信号。可能原因：

引力波功率太小（约1031瓦，低于ligo阈值1033瓦）；

自转轴与磁轴对齐，辐射减弱。

未来空间引力波探测器lisa（2035年发射）可能改变局面。lisa灵敏度更高，若能探测到psr

j1748-2446ad的引力波，我们将：