Gamma-ray and radio populations of millisecond pulsars in globular clusters
通过比较两种用于球状星团内毫秒脉冲星的亮度模型，本研究表明，对数正态分布模型预测了一个与近期射电观测结果一致的、显著更多的本质较暗的脉冲星群体，而基本平面模型则暗示了一个不切实际的、较亮的群体。
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想象一下，银河系不仅仅是一个扁平的恒星圆盘，而是一座繁忙的城市，其中一些街区极其拥挤。在这些被称为球状星团的密集区域，恒星排列得如此紧密，以至于它们不断地相互碰撞。当一颗被称为中子星的致密死星恰好出现在其中一个星团时，它可能会获得“第二次生命”。它从附近的伴星那里窃取物质，这就像是一个宇宙级的涡轮增压器，将中子星旋转到令人难以置信的速度——每秒数百次。这些超高速旋转者被称为毫秒脉冲星。它们就像黑暗中的灯塔，向外发射无线电波和高能伽马射线脉冲。天文学家之所以关心统计它们的数量，是因为它们的数量和亮度能告诉我们这些恒星“回收工厂”是如何运作的，以及恒星在银河系最拥挤的部分是如何演化的。
现在，想象一下尝试统计这些拥挤社区中存在多少座这样的宇宙灯塔。问题在于，我们无法看到所有的灯塔。有些太暗了，有些则将光束指向远离地球的方向，从而在我们的望远镜中变得不可见。正是在这里，由汉娜·劳森（Hannah Lawson）和邓肯·洛里默（Duncan Lorimer）领导的研究小组展开了一场数字侦探故事。他们不仅仅是在观察恒星，还构建了一个大规模的计算机模拟，用以推测在 118 个球状星团中隐藏着多少脉冲星。
该团队为这些脉冲星应该有多亮设定了两套不同的“规则书”。第一本规则书（模型 A）认为脉冲星通常非常明亮且强大。第二本规则书（模型 B）则认为大多数脉冲星实际上相当暗淡，只有极少数是超亮的。他们针对每本规则书运行了 1,000 次模拟，以观察哪一种能与费米空间望远镜实际探测到的伽马射线信号相匹配。
结果呈现出两个截然不同的群体景象。如果第一本规则书是正确的，那么在所有这些星团中大约会有 770 颗毫秒脉冲星。但如果第二本规则书是正确的，那么将会存在惊人的 5,150 颗脉冲星！这大约有六到七倍的差距。为什么呢？因为在第二种情景下，单个脉冲星的平均亮度要低得多，因此你需要规模大得多的群体才能产生费米望远镜所看到的总光量。
研究人员随后根据我们对无线电波的认知检查了他们的工作。他们发现，“暗淡人群”理论（模型 B）更符合数据。这表明，隐藏的脉冲星种群主要由那些比我们在银河系其他地方看到的典型脉冲星更暗、更安静的天体组成。这与一个日益增长的观点相一致，即这些脉冲星并非真的微弱，只是它们恰好将光束指向远离我们的方向，或者其几何结构使其看起来很暗。相比之下，“明亮人群”理论（模型 A）则要求这些脉冲星本质上必须超亮，考虑到我们对它们运作方式的了解，这并不合理。
那么，结论是什么？论文指出，宇宙很可能在这些恒星团中隐藏着一支由约 5,000 颗暗淡毫秒脉冲星组成的庞大而沉默的军队，而不是一个较小规模的超亮群体。虽然模拟无法告诉我们具体哪个星团拥有单颗主导光线的超亮脉冲星（尽管它预测总共有大约 3 种这样的情况），但它强烈暗示，未来我们的望远镜需要变得更加灵敏，才能找到这个隐藏的大多数。作者得出结论，模型 B（即预测存在更大规模暗淡恒星种群的模型）是我们银河系隐藏脉冲星种群更自然且更可能的描述。
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