中子星怎麼「吸」走鄰星的氣體？XRISM 從光譜推算出每小時 54 萬公里的落料

一顆 20 公里寬的星，正在撈走鄰居吹出的氣流

如果你好奇恆星死掉之後會怎樣，答案之一是：它縮成一顆極小又極重的球，然後開始撈鄰居的氣體。日本主導的 XRISM（X 射線成像光譜衛星）觀測顯示，天文學家直接看見巨星吹出的氣流被緻密伴星捕獲，成為強烈 X 射線閃焰的能量來源。這項研究屬於 NASA 探索極端宇宙工作的一環。論文刊於《Science Advances》。

「我們從來沒有清楚看過恆星風的電漿落到緻密天體上的跡象，」馬里蘭大學巴爾的摩郡分校（UMBC）與 NASA 戈達德太空飛行中心研究員 Roi Rahin 說，「我們現在可以更細緻地檢驗自己對這些過程的理解。」

13,000 光年外的一對怪鄰居

這個系統叫 BP Crucis，位在南天南十字座、約 13,000 光年外。主星 Wray 977 是藍特超巨星，質量約太陽 40 倍、大小約 60 倍，又大又熱又亮，游離氣體不斷從它身上流走，這就是恆星風。伴星 GX 301-2 是中子星，把超過一個太陽的質量塞進直徑約 20 公里的球裡，每 11 分鐘自轉一圈，X 射線光束掃過地球，所以也是脈衝星。

在 41.5 天的軌道上，脈衝星有兩次會爆出持續數天的強烈閃焰。天文學家認為，是脈衝星的重力在主星旁拉出一道特別稠密的電漿流，脈衝星每次穿過、抓走一些物質，閃焰就來了；離主星較近時氣流更稠密，噴發也最強。

鐵的吸收線出賣了氣體的去向

2025 年 2 月 1 日，團隊用 XRISM 上由 NASA 與 JAXA 共同開發的 Resolve 儀器，在一次較強閃焰的尾聲連續觀測約 16 小時。高度游離的鐵吸收線出現紅移：光譜線像遠去救護車的鳴笛一樣被拉低，代表氣體正朝遠離我們的方向走，也就是往脈衝星掉；位移多少就能換算掉多快。團隊分析推估，速度約為每小時 54 萬公里。

Rahin 第一次看到這批光譜時，覺得自己沒見過類似的東西，翻遍文獻也找不到對應案例。「很清楚這些觀測是開創性的，但這也代表分析必須格外仔細，」共同作者 Nazma Islam 說，「我們可以看到稠密的電漿流在非常靠近中子星的地方是怎麼作用的。」

散掉、又倒著轉回來的吸積盤

研究團隊推測的過程是：脈衝星切進氣流，先掃出一個又厚又亂的湍流吸積盤；深入之後，天文學家認為氣流的角動量不足以撐住盤，盤瓦解，電漿直接落上中子星，XRISM 觀測到的正是這階段尾聲；接近出口時亂盤短暫重建，而且這回轉向相反。全程約四天。

「BP Crucis 系統是研究風餵式脈衝星吸積的理想實驗室，」NASA 戈達德的計畫科學家 Brian Williams 說。換句話說，這顆脈衝星在每 41.5 天的軌道上，會在離主星最近與最遠的位置附近各重演一次同樣的實驗。

這套劇本是依觀測提出的解釋，還不是定論。但用光譜直接量出落料速度這件事若站得住腳，研究吸積過程的人等於多了一把能實際校準的尺；接下來要看更多次通過的觀測能不能給出一致的結果。

資料來源

Phys.org（NASA／Francis Reddy）：https://phys.org/news/2026-09-superdense-neutron-star-caught-blue.html ｜論文：Roi Rahin et al.，「Direct spectroscopic observation of matter falling onto a compact stellar object」，Science Advances (2026)，DOI: 10.1126/sciadv.aef6686｜研究單位：馬里蘭大學巴爾的摩郡分校（UMBC）、NASA 戈達德太空飛行中心、JAXA