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中國“慧眼”衛星再次刷新直接測量宇宙最強磁場記錄
2022年07月05日 15:00:13
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4160
據中科院高能物理研究所(高能所)消息，“慧眼”衛星團隊最近在編號為Swift J0243.6 6124的中子星X射線雙星發現能量高達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。這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場之后，“慧眼”衛星再次大幅度刷新最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界記錄。
【化工儀器網 項目成果】據中科院高能物理研究所(高能所)消息，“慧眼”衛星團隊最近在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星發現能量高達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。這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場之后，“慧眼”衛星再次大幅度刷新最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界記錄。該項研究工作主要由中國科學院高能物理研究所(IHEP)與德國圖賓根大學(The University of Tübingen)合作完成，相關論文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。
慧眼衛星是我國第一顆X射線天文衛星，承載高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡三種科學載荷和空間環境監測器，觀測能區為1-250 keV。與國外的X射線衛星相比，慧眼衛星具有覆蓋能段寬、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。 2020年，“慧眼”衛星在編號為GRO J1008-57的中子星中探測到了90千電子伏的回旋吸收線，對應10億特斯拉的中子星表面磁場，是當時宇宙磁場直接測量的世界紀錄。隨后，“慧眼”團隊還在另外一個中子星(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”衛星連續三次刷新回旋吸收線能量測量的最高紀錄，表現出在探測天體高能X射線能譜方面具有國際領先的獨特能力。
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。通常認為，中子星的表面磁場結構復雜，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”衛星對銀河系內第一顆超亮X射線脈沖星Swift J0243.6+6124的爆發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(大約10倍標準偏差)發現能量高達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”衛星團隊指出，本次“慧眼”衛星直接測量到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構。
參考資料來源：中科院高能物理研究所
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