大多數中子星自轉速度都很快，幾秒鐘甚至不到一秒就能完成一次旋轉。但天文學家發現了一顆自轉速度較慢的中子星，完成一次旋轉需要54分鐘。是什麽讓這個奇特的天體轉得如此緩慢呢？
當一顆大質素的超巨星發生超新星爆炸時，會留下一個被壓縮的核心。極端的壓力迫使質子和電子結合成中子。因為它們幾乎完全由中子組成，所以我們稱它們為中子星。這些恒星殘骸非常小且密度極高。只有黑洞的密度比它更大。
由於角動量守恒定律，中子星開始快速旋轉，通常旋轉速度可達每秒數百次。天文學家已發現超過3000顆發射無線電波的中子星，其中只有極少數旋轉速度較慢。
我們通常透過中子星發出的電磁輻射來探測它們，並將它們稱為脈沖星。天體物理學家也將旋轉速度較慢的中子星稱為「長周期無線電瞬變源」。在它們的緩慢自轉速度和是否為中子星方面存在不確定性，而最近發現的一個天體也沒有消除這種不確定性。
在【自然天文學】雜誌的一項新研究中，一組研究人員報告了ASKAP J1935+2148的發現，這是一個距離我們約1.6萬光年的長周期無線電瞬變體。該論文的標題是「周期為54分鐘的脈沖無線電瞬變源」。澳洲悉尼大學的曼妮莎·卡萊布博士是該研究的首席作者。
「長周期無線電瞬變體是一類新興的極端天體物理事件，目前僅發現有三個此類天體，」論文的作者寫道。「這些物體發出高度偏振的相幹脈沖，持續時間通常為幾十秒，持續時間為幾分鐘到大約一小時。」
研究人員對這些長周期天體提出了不同的解釋，包括高磁場白矮星和被稱為磁星的高磁場中子星。但科學界尚未達成共識。
ASKAP J1935+2148具有極長的周期（53.8分鐘），並有三種不同的發射狀態。它的明亮脈沖狀態持續時間在10至50秒之間，較弱的脈沖狀態比前者暗了26倍，持續時間約為370毫秒。它還表現出一種被稱為「熄滅狀態」的無脈沖狀態。
天文學家在2022年10月使用澳洲平方公裏陣列先導望遠鏡（ASKAP）觀測一個無關的Gamma射線暴時意外發現了這個令人費解的天體。觀測揭示了ASKAP J1935+2148的無線電輻射明亮脈沖。在大約6小時的觀測期間，該天體發射了四個明亮的脈沖，持續時間從10至50秒不等。光度曲線檢查和使用MeerKAT射電望遠鏡進行的後續觀測揭示了該天體的整個脈沖模式。
「這項發現得益於ASKAP和MeerKAT望遠鏡互補能力的結合，以及在研究其從秒到秒的發射變化時在分鐘時間尺度上尋找這些天體的能力！這樣的協同效應讓我們能夠以新的視角來研究這些緊湊天體的演化過程，」牛津大學天文學家、該論文合著者卡斯托布·拉傑瓦德博士說。
這三種發射狀態各不相同，令人費解。研究人員需要確認來自每個狀態的訊號都來自天空中的同一點。ASKAP和MeerKAT觀測到的每個訊號都有相同的到達時間（TOA），這表明訊號來自同一源。
「令人著迷的是，這個物體是如何以三種完全不同的發射狀態顯示的，每種狀態都有與另外兩種狀態完全不同的性質。南非的MeerKAT射電望遠鏡在區分這些狀態方面發揮了關鍵作用。如果訊號不是來自天空中的同一點，我們就不會相信它是同一個物體發出的不同訊號。」
ASKAP探測到了該物體的強亮脈沖模式，而MeerKAT探測到了其較弱的脈沖模式。兩台望遠鏡都探測到了平靜模式。
「在射電發射中子星的研究中，我們已經習慣了極端的情況，但發現一顆緊湊的恒星旋轉如此緩慢，仍在發射無線電波，這是出乎意料的，」該論文的合著者、曼徹斯特大學天體物理學教授賓·斯塔普斯說。「這表明，用新一代射電望遠鏡推動我們的搜尋空間的界限，將揭示挑戰我們理解的驚喜。」
發射的性質和自旋周期的變化率強烈表明ASKAP J1935+2148是一顆中子星。然而，研究人員表示，他們不能排除這是一顆高度磁化的白矮星。由於天體物理學家認為，白矮星會以雙星的形式變得高度磁化，而且附近沒有其他白矮星，因此中子星的解釋更有可能。
該天體的半徑也不符合我們對白矮星的理解。研究人員解釋道：「然而，隱含的半徑約為0.8？太陽半徑，這使我們得出結論，標準白矮星模型無法預期這種來源。」。白矮星只比地球略大，這似乎消除了一個潛在的來源。
只有後續觀察和更專門的研究才能揭示物體的真實性質。不管怎樣，無論是白矮星還是中子星，這個物體都將開啟另一扇視窗，讓我們了解這兩種物體的極端物理學。我們對這兩個天體的了解只有幾十年的歷史，所以肯定還有很多東西有待發現。
作者總結道：「重要的是，我們探測到這個迄今為止尚未探索過的中子星參數空間區域，以獲得中子星演化的完整圖景，這可能是一個重要的來源。」
