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最近，我國慧眼衛星團隊在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線(xiàn)雙星中發(fā)現了能量高達146千電子伏的回旋吸收線(xiàn)，其對應的中子星表面磁場(chǎng)強度超過(guò)16億特斯拉。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表于《天體物理雜志通訊》。
“這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場(chǎng)之后，慧眼衛星再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線(xiàn)和宇宙最強磁場(chǎng)直接測量的世界紀錄?！?/strong>
7月5日，在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)，慧眼衛星首席科學(xué)家、中科院高能所研究員張雙南指出。
慧眼衛星觀(guān)測吸積脈沖星藝術(shù)圖。圖片由中科院高能所提供。
中子星是宇宙中磁場(chǎng)最強的天體，中子星X射線(xiàn)雙星系統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會(huì )落向中子星，形成圍繞中子星高速轉動(dòng)的氣體盤(pán)，也就是吸積盤(pán)。吸積盤(pán)上的物質(zhì)會(huì )沿著(zhù)磁力線(xiàn)落到中子星表面，并發(fā)出強烈的X射線(xiàn)輻射。該輻射隨著(zhù)中子星的轉動(dòng)，會(huì )形成周期性的X射線(xiàn)脈沖信號，因此這類(lèi)天體也被稱(chēng)為“X射線(xiàn)吸積脈沖星”。
大量觀(guān)測發(fā)現，這一類(lèi)天體在X射線(xiàn)輻射能譜上會(huì )出現“凹陷”結構。理論認為，這是電子在磁場(chǎng)中回旋的電子共振散射造成的，因此這種“凹陷”結構被稱(chēng)為回旋吸收線(xiàn)，吸收線(xiàn)處的能量對應著(zhù)磁場(chǎng)強度，利用該現象可以直接測量中子星表面附近的磁場(chǎng)強度。
“回旋吸收線(xiàn)處的能量對應的磁場(chǎng)強度就是中子星表面的磁場(chǎng)強度，這是目前直接測量中子星表面磁場(chǎng)強度的唯一方法?！睆堧p南說(shuō)道。
以往，天文學(xué)家在銀河系以外的多個(gè)星系發(fā)現超亮X射線(xiàn)脈沖星，并推測該脈沖星的磁場(chǎng)強度很高，但他們一直沒(méi)有找到直接測量證據。
“本次發(fā)現不僅是迄今宇宙天體磁場(chǎng)直接測量的最高紀錄，也是首次在超亮X射線(xiàn)源中直接測量了其中子星的表面磁場(chǎng)?！睆堧p南說(shuō)。
在張雙南看來(lái)，這一成果的取得離不開(kāi)慧眼衛星的獨特優(yōu)勢?；垩坌l星是我國第一顆X射線(xiàn)天文衛星，承載著(zhù)高能X射線(xiàn)望遠鏡、中能X射線(xiàn)望遠鏡和低能X射線(xiàn)望遠鏡三種科學(xué)載荷和空間環(huán)境監測器。
“與國外的X射線(xiàn)衛星相比，慧眼衛星具有覆蓋能段寬、在高能X射線(xiàn)能段的有效面積最大、時(shí)間分辨率高、觀(guān)測強源沒(méi)有光子堆積效應等突出優(yōu)點(diǎn)，打開(kāi)了觀(guān)測黑洞、中子星硬X射線(xiàn)快速光變和能譜研究的新窗口?！睆堧p南說(shuō)道。
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