再次刷新世界紀錄,！

光明網(wǎng) · 2022-07-06 08:52

記者從中國科學院獲悉，“慧眼”衛(wèi)星團隊在繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙磁場之后,，又測量到超過16億特斯拉的宇宙磁場,，大幅度刷新了宇宙最強磁場直接測量的世界紀錄。

這項重要研究工作主要由中科院高能物理研究所與德國圖賓根大學合作完成,，成果論文近日在國際學術期刊《天體物理雜志通訊》在線發(fā)表,，中科院高能所孔令達博士、張澍研究員,、張雙南研究員為論文通訊作者,。

“慧眼”衛(wèi)星觀測吸積脈沖星藝術想象圖。 中科院高能所 供圖

中子星是宇宙中具有最強磁場的天體,，對其X射線能譜的回旋吸收線的探測是目前直接測量中子星表面磁場的唯一方法,。

科研團隊介紹，中子星X射線雙星系統(tǒng)由中子星與其伴隨恒星組成,，伴隨恒星的氣體在中子星的強引力作用下落向中子星,，形成圍繞中子星高速轉(zhuǎn)動的氣體盤，稱為吸積盤,。吸積盤上的物質(zhì)會沿著中子星的磁力線落到中子星表面,，發(fā)出強烈的X射線輻射，該輻射隨著中子星的轉(zhuǎn)動,，形成周期性的X射線脈沖信號,，因此這類天體也被稱為“X射線吸積脈沖星”。

觀測發(fā)現(xiàn),，這一類天體在X射線輻射能譜上會出現(xiàn)“凹陷”結(jié)構,，這是X射線光子被在磁場中回旋運動的電子共振散射吸收造成的，被稱為回旋吸收線,?；匦站€處的能量對應的磁場強度就是中子星表面的磁場強度，這是目前直接測量中子星表面附近磁場強度的唯一方法,。

超亮X射線脈沖星是X射線光度具有超常亮度的特殊X射線吸積脈沖星,，以前在銀河系以外的多個星系里發(fā)現(xiàn)，天文學家推測其脈沖星的磁場強度很高,，但并沒有直接測量證據(jù),。

“慧眼”衛(wèi)星對銀河系內(nèi)第一顆超亮X射線脈沖星Swift J0243.6+6124的爆發(fā)進行了詳盡的寬能段觀測，此次在其能譜上以極高的顯著性發(fā)現(xiàn)能量高達146千電子伏的回旋吸收線，對應超過16億特斯拉的中子星表面磁場,。這不僅是迄今宇宙天體磁場直接測量的最高紀錄,，而且也首次在超亮X射線源中直接測量了其中子星的表面磁場。

“慧眼”衛(wèi)星團隊指出,，通常認為,，中子星的表面磁場結(jié)構復雜，既有延展范圍很大的偶極磁場,，也有局限于中子星表面附近的多極磁場,。以前各種間接方法只能估算延展較遠的中子星偶極磁場。本次“慧眼”衛(wèi)星直接測量到Swift J0243.6+6124的表面磁場強度,，比通過間接方法給出的偶極磁場強度高大約一個數(shù)量級,，說明其對應于中子星表面附近的多極磁場。這是首次從觀測上直接證明中子星除兩極對稱的偶極磁場外,，的確具有更加復雜的非對稱磁場結(jié)構,。

“慧眼衛(wèi)星”是我國第一顆X射線天文衛(wèi)星。與國外的X射線衛(wèi)星相比,，該衛(wèi)星具有覆蓋能段寬,、在高能X射線能段的有效面積最大、時間分辨率高,、探測死時間很小,、觀測強源沒有光子堆積效應等突出優(yōu)點，打開了觀測黑洞,、中子星硬X射線快速光變和能譜研究的新窗口,。