編譯｜人民日報歐洲網(wǎng)
脈沖星（Pulsa）是恒星死亡后的殘骸，高速旋轉(zhuǎn)、并具有很強(qiáng)的磁場。最近，天文學(xué)家觀測到一顆脈沖星發(fā)出一條長達(dá)40萬億英里（40 1012）的物質(zhì)帶，更奇特的是，里面不僅有正物質(zhì)，還有不少反物質(zhì)（即正電子）。
并不是所有的脈沖星都在發(fā)出如此大量正電子，因此這顆脈沖星很奇特。它所發(fā)出的物質(zhì)帶的規(guī)模相當(dāng)大，科學(xué)家認(rèn)為也許可以作為銀河系中為什么有大量正電子存在的一種可能解釋。正電子是普通電子的反物質(zhì)，電子帶負(fù)電荷，正電子帶正電荷。
天文學(xué)家最早在2020年發(fā)現(xiàn)這顆脈沖星發(fā)出的物質(zhì)帶，但是當(dāng)時并不知道它究竟有多長，因?yàn)樗拈L度超出了錢德拉X射線觀測臺（Chandra X-ray Observatory）當(dāng)時觀測的范圍。結(jié)合2021年2月和11月新一批的觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家終于確定了它的全長。
從地球上看，它在天空中的跨度相當(dāng)于半個月球那么寬，是至今為止在地球上觀測到的最長的一條由單個脈沖星發(fā)出的物質(zhì)帶。
這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人斯坦福大學(xué)的馬丁·德弗里斯（Martijn de Vries）說：“一顆直徑只有10英里的脈沖星所發(fā)出的物質(zhì)竟然形成這么大的一個結(jié)構(gòu)，這相當(dāng)令人震驚。兩者的大小比例是什么概念呢？如果把這條物質(zhì)帶比作紐約到洛杉磯的距離，那么這顆脈沖星只有人眼能看到的最小物質(zhì)的百分之一這么大。”
這顆脈沖星代號PSR J2030+4415，距離地球大約1,600光年，大約每秒鐘自轉(zhuǎn)三圈，比屋頂常見的風(fēng)扇轉(zhuǎn)得更快一些。
研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)更重要的意義在于，為銀河系中反物質(zhì)的來源提供了新的線索。反物質(zhì)與普通物質(zhì)多數(shù)屬性都是一樣的，只不過帶相反的電荷。比如普通的電子帶負(fù)電荷，電子的反物質(zhì)就帶有正電荷。
科學(xué)家觀測到這個宇宙中普通物質(zhì)占絕大多數(shù)，反物質(zhì)只有很少量?？墒瞧婀值氖?，從地球上探測到的情況來看，正電子的數(shù)量比其它反物質(zhì)多得多。科學(xué)家覺得這很奇怪，是什么事件會特別產(chǎn)生這種反物質(zhì)？
科學(xué)家認(rèn)為這份研究找到了一個可能的原因。脈沖星結(jié)合自轉(zhuǎn)快和磁場強(qiáng)的特點(diǎn)，導(dǎo)致粒子被加速、產(chǎn)生帶有正、負(fù)電子對的高能射線。愛因斯坦提出的能量公式E = mc2，人們所熟悉的理解是，這描述了物質(zhì)質(zhì)量會轉(zhuǎn)化為多少能量。其實(shí)反過來看也是成立的規(guī)律：能量也可以轉(zhuǎn)化成物質(zhì)。
這顆脈沖星在特殊的條件下，就在向宇宙中發(fā)出大量正電子。這份研究提出的解釋是，脈沖星產(chǎn)生的大量帶電粒子風(fēng)通常受限于脈沖星自身強(qiáng)大的磁場。這顆脈沖星在太空中以百萬英里的時速運(yùn)動著，這個過程使得它發(fā)出的帶電粒子風(fēng)像尾流一樣尾隨其后。而在脈沖星的前方有一道弓形氣體沖擊波，類似船在水中開動的時候前方的弓形水波。
可是大約在二三十年前，這道弓形氣體沖擊波突然停止了運(yùn)動，脈沖星趕上了它。研究者認(rèn)為，這導(dǎo)致脈沖星自身的磁場和“幾乎是從左至右呈直線的方向”的星際磁場相遇，從而發(fā)生相互作用。
“很可能就是此時激發(fā)了粒子泄漏?！焙献餮芯空咧涣_杰·羅曼尼（Roger Romani）說，“脈沖星的磁場與星際磁場連接了起來，形成一個噴嘴一樣的通道，高能電子和正電子就從這個通道被噴射而出。”
研究稱，這些粒子沿著星際磁場的磁力線方向、以接近三分之一光速的速度運(yùn)動，發(fā)出了X射線。這個過程形成了錢德拉X射線觀測臺所觀測到的巨大的物質(zhì)帶結(jié)構(gòu)。
以前，天文學(xué)家觀測到脈沖星周圍存在伽馬射線，這意味著正電子并沒有泄漏到太空之中。然而這次發(fā)現(xiàn)的這顆脈沖星PSR J2030+4415情況不一樣，說明脈沖星產(chǎn)生的反物質(zhì)粒子也會泄漏到太空中，并最終抵達(dá)地球。