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中新社北京7月5日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)院(中科院)7月5日發(fā)布消息說(shuō)，“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)最近在編號(hào)為SwiftJ0243.6+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(guò)16億特斯拉的中子星表面磁場(chǎng)。這是繼2020年直接測(cè)量到約10億特斯拉的宇宙最強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)直接測(cè)量的世界記錄。
這項(xiàng)重要研究工作主要由中科院高能物理研究所(高能所)與德國(guó)圖賓根大學(xué)合作完成，成果論文近日在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《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。
他們介紹說(shuō)，中子星是宇宙中具有最強(qiáng)磁場(chǎng)的天體，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(qiáng)引力作用下落向中子星，形成圍繞中子星高速轉(zhuǎn)動(dòng)的氣體盤，稱為吸積盤。吸積盤上的物質(zhì)會(huì)沿著中子星的磁力線落到中子星表面，發(fā)出強(qiáng)烈的X射線輻射，該輻射隨著中子星的轉(zhuǎn)動(dòng)，形成周期性的X射線脈沖信號(hào)，因此這類天體也被稱為“X射線吸積脈沖星”。
觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這一類天體在X射線輻射能譜上會(huì)出現(xiàn)“凹陷”結(jié)構(gòu)，這是X射線光子被在磁場(chǎng)中回旋運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度就是中子星表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度，這是目前直接測(cè)量中子星表面附近磁場(chǎng)強(qiáng)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(gè)星系里發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家推測(cè)其脈沖星的磁場(chǎng)強(qiáng)度很高，但并沒(méi)有直接測(cè)量證據(jù)。
“慧眼”衛(wèi)星對(duì)銀河系內(nèi)第一顆超亮X射線脈沖星SwiftJ0243.6+6124的爆發(fā)進(jìn)行了詳盡的寬能段觀測(cè)，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(guò)16億特斯拉的中子星表面磁場(chǎng)。這不僅是迄今宇宙天體磁場(chǎng)直接測(cè)量的最高記錄，而且也首次在超亮X射線源中直接測(cè)量了其中子星的表面磁場(chǎng)。
“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)指出，本次“慧眼”衛(wèi)星直接測(cè)量到SwiftJ0243.6+6124的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，比通過(guò)間接方法給出的偶極磁場(chǎng)強(qiáng)度高大約一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明其對(duì)應(yīng)于中子星表面附近的多極磁場(chǎng)。這是首次從觀測(cè)上直接證明，中子星除兩極對(duì)稱的偶極磁場(chǎng)外，的確具有更加復(fù)雜的非對(duì)稱磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
“慧眼”衛(wèi)星是中國(guó)第一顆X射線天文衛(wèi)星，在探測(cè)天體高能X射線能譜方面具有國(guó)際領(lǐng)先能力。此前，“慧眼”衛(wèi)星2020年在編號(hào)為GROJ1008-57的中子星中探測(cè)到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(chǎng)，是當(dāng)時(shí)宇宙磁場(chǎng)直接測(cè)量的世界記錄。隨后，“慧眼”團(tuán)隊(duì)還在另外一個(gè)中子星(1A0535+262)的能譜上探測(cè)到約100千電子伏的回旋吸收線。(完)
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