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中國“慧眼”衛(wèi)星再次刷新直接測量宇宙最強(qiáng)磁場記錄
2022年07月05日 15:00:13
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：4169
據(jù)中科院高能物理研究所(高能所)消息，“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)最近在編號(hào)為Swift J0243.6 6124的中子星X射線雙星發(fā)現(xiàn)能量高達(dá)146千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)超過16億特斯拉的中子星表面磁場。這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強(qiáng)磁場之后，“慧眼”衛(wèi)星再次大幅度刷新最高能量回旋吸收線和宇宙最強(qiáng)磁場直接測量的世界記錄。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】據(jù)中科院高能物理研究所(高能所)消息，“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)最近在編號(hào)為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星發(fā)現(xiàn)能量高達(dá)146千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)超過16億特斯拉的中子星表面磁場。這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強(qiáng)磁場之后，“慧眼”衛(wèi)星再次大幅度刷新最高能量回旋吸收線和宇宙最強(qiáng)磁場直接測量的世界記錄。該項(xiàng)研究工作主要由中國科學(xué)院高能物理研究所(IHEP)與德國圖賓根大學(xué)(The University of Tübingen)合作完成，相關(guān)論文Insight-HXMT Discovery of the Highest-energy CRSF from the First Galactic Ultraluminous X-Ray Pulsar Swift J0243.6+6124近日在國際著名期刊《Astrophysical Journal Letters(ApJL)》(天體物理雜志通訊)在線發(fā)表。中科院高能所孔令達(dá)博士、張澍研究員、張雙南研究員為論文通訊作者。
慧眼衛(wèi)星是我國第一顆X射線天文衛(wèi)星，承載高能X射線望遠(yuǎn)鏡、中能X射線望遠(yuǎn)鏡和低能X射線望遠(yuǎn)鏡三種科學(xué)載荷和空間環(huán)境監(jiān)測器，觀測能區(qū)為1-250 keV。與國外的X射線衛(wèi)星相比，慧眼衛(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(shí)間分辨率高、探測死時(shí)間很小、觀測強(qiáng)源沒有光子堆積效應(yīng)等突出優(yōu)點(diǎn)，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。 2020年，“慧眼”衛(wèi)星在編號(hào)為GRO J1008-57的中子星中探測到了90千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)10億特斯拉的中子星表面磁場，是當(dāng)時(shí)宇宙磁場直接測量的世界紀(jì)錄。隨后，“慧眼”團(tuán)隊(duì)還在另外一個(gè)中子星(1A 0535+262)的能譜上探測到了約100千電子伏的回旋吸收線。“慧眼”衛(wèi)星連續(xù)三次刷新回旋吸收線能量測量的最高紀(jì)錄，表現(xiàn)出在探測天體高能X射線能譜方面具有國際領(lǐng)先的獨(dú)特能力。
中子星是宇宙中具有最強(qiáng)磁場的天體，對(duì)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。通常認(rèn)為，中子星的表面磁場結(jié)構(gòu)復(fù)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(yuǎn)的中子星偶極磁場。本次“慧眼”衛(wèi)星對(duì)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(jìn)行了詳盡的寬能段觀測，此次在其能譜上以極高的顯著性(大約10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差)發(fā)現(xiàn)能量高達(dá)146千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)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記錄，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(tuán)隊(duì)指出，本次“慧眼”衛(wèi)星直接測量到Swift J0243.6+6124的表面磁場強(qiáng)度，比通過間接方法給出的偶極磁場強(qiáng)度高大約一個(gè)數(shù)量級(jí)，說明其對(duì)應(yīng)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(duì)稱的偶極磁場外，的確具有更加復(fù)雜的非對(duì)稱磁場結(jié)構(gòu)。
參考資料來源：中科院高能物理研究所
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