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脈沖星間斷伽馬射線的報告讓宇航學(xué)家很好奇

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藝術(shù)家對維拉脈沖星的想象,中間是磁場球體,邊緣由明亮圓環(huán)裝飾。向環(huán)外散射的藍(lán)色軌跡是加速粒子軌跡。在磁場球體(紅色)上沿著旋轉(zhuǎn)臂和絕緣粒子沖突產(chǎn)生了伽馬輻射線。(圖片來源:DESY科學(xué)交流實驗室)

在距離所坐地方近1000光年的地方,有一顆旋轉(zhuǎn)、高度磁化的中子星,它的密度非常大,一湯匙的中子星相當(dāng)于珠穆朗瑪峰的重量,這是一個強(qiáng)烈的景象,至少可以說,這是天文學(xué)家為什么喜歡研究它的原因。你甚至可能聽過它的名字:帆船座脈沖星。

在周四(10月5日),科學(xué)家宣布,來自高能立體系統(tǒng)(HESS納米比亞天文臺)天文臺表示,這個宇宙奇跡變得更加神奇了,帆船座釋放的能量是脈沖星發(fā)出的最高的輻射。

具體來說,這個物體似乎已經(jīng)吐出伽馬射線光子——這與所有電磁頻譜波中攜帶能量最多的波長有關(guān)——至少由20萬億電子伏特(TeV)(1電子伏特=單個電子被1伏特的電加速后獲得的能量)。

天體粒子與宇宙學(xué)實驗室的科學(xué)家、發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人對空間網(wǎng)站說:“制造一個20TeV的光子需要大約2000000個典型的太陽耀斑光子。與可見光相比,一個光子大約需要2*10^13個可見光子?!?/p>

雖然帆船座是一個相當(dāng)“正?!钡拿}沖星,每秒自轉(zhuǎn)11次,研究人員也補(bǔ)充解釋說,這也是天文學(xué)一個關(guān)鍵課題,因為從宇宙角度來說它離我們很近?!坝梦覀兊耐h(yuǎn)鏡可以準(zhǔn)確看到它是必然的?!蓖ǔG闆r下,脈沖星的輻射能量預(yù)計低于幾十千兆電子伏(GeV),更不用說落入TeV的極端領(lǐng)域。(1千兆電子伏=10億電子伏)

根據(jù)該團(tuán)隊說法,即使是維拉系統(tǒng)也可以檢測到輻射發(fā)射,事實上即使一些理論預(yù)測表明維拉可以在TeV范圍內(nèi)發(fā)射,但沒有人會懷疑研究人員觀測到巨大的20TeV的巨大數(shù)字?!拔覀円恢痹趯ふ曳湍芰康拿}沖發(fā)射,但是探測到達(dá)20TeV的光子確實是驚喜。另一個有TeV級別的輻射,就是蟹狀星云脈沖星,距離地球6000光年,這種蟹狀星云脈沖星能量可以達(dá)到1TeV。”

最后在我們討論的高能量景象的一些含義之前,還有一個關(guān)于帆船座的有趣的發(fā)現(xiàn)要討論,研究小組發(fā)現(xiàn)帆船座的高能光子對應(yīng)了一種以前未知的脈沖星光譜成分。脈沖星的“光譜”是指一個代表了所有不同光強(qiáng)度和能量的發(fā)射圖表(這并非脈沖星所獨有,只要涉及到光,科學(xué)家們就可以研究許多宇宙實體的光譜)。因此從本質(zhì)上講,與維拉光譜對比,該團(tuán)隊注意到一個急劇上升模式和TeV排放和低水平排放之間的明確突破。這意味著低能量光子不斷增長,直到達(dá)到TeV狀態(tài),階躍成高能量光子。這是蟹狀星云脈沖星的相反面,能量譜是在它的GeV輻射中延續(xù)。

知道這些信息我們應(yīng)該怎么做?

宇航局的一幅抽圖,一顆"快速旋特的中子星,同期性地向地球輻射。(圖片來源:宇航局戈達(dá)德太空飛行中心)

至于這對天文學(xué)的一般意義,首先,它告訴了我們很多關(guān)于我們宇宙中 最不可思議的東西之一。"在宇宙天體的動物園里,脈沖星是奇妙的,"詹納蒂﹣阿泰說。"它們是宇宙 實驗室,具有令人難以置信的特征,是我們迄今為止在地球上無法達(dá)到的。"

就連脈沖星的起源故事也令人印象深刻。它們是恒星在超新星爆 炸中死亡后剩下的旋轉(zhuǎn)尸體,幾乎完全由中子組成,它們發(fā)出的輻射束有時會橫掃我們的太陽系。實際上,正是這些周期性的掃描,使得科學(xué)家們能夠繪制出這些天體的光譜。

這種極端性也是為什么科學(xué)家們研究脈沖星周圍的空間來檢驗一些主要的物理 概念,正如Djannati-Tal所說的那樣。"宇宙實驗室。"

最值得注意的是,專 家們想看看阿爾伯特.愛因斯坦的廣義相對論是否適用于脈沖星,因為這些物 體是宇宙中引力最強(qiáng)烈的東西之一﹣﹣廣義相對論是對引力本身的一種令人費解的解釋。為此,據(jù)我們所知,確實如此。

-﹣我們發(fā)現(xiàn)的第二顆高速旋轉(zhuǎn)的白矮星脈沖星,揭示了恒星是如何演化的﹣- 迄今發(fā)現(xiàn)的最小、密度最高的白矮星將太陽的質(zhì)量包裹在月球大小的恒星殘骸中。

白矮星被發(fā)現(xiàn)在自己的超新星爆炸中幸存下來此外,詹納蒂﹣阿泰說,這些發(fā)現(xiàn)為理解擔(dān)供了嚴(yán)格的限制。目前,科學(xué)家們認(rèn)為,

BY:Monisha Ravisetti

FY: 何丹懷(懐)

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2024-05-21
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2024-05-20