中科院：中國慧眼望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)迄今最強(qiáng)磁場，高達(dá)10億特斯拉！

中科院慧眼-硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）團(tuán)隊(duì)對正在吸積的X射線脈沖星Gro J1008-57進(jìn)行廣泛的觀測，并在中子星表面探測發(fā)現(xiàn)大約10億特斯拉的磁場。這是在宇宙中確鑿探測到的最強(qiáng)磁場，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上，主要由中國科學(xué)院高能物理研究所(IHEP)和德國Tübingen的Eberhard Karls大學(xué)科學(xué)家進(jìn)行。

科學(xué)家們研究了慧眼-硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）在2017年8月爆發(fā)期間探測到的X射線脈沖星Gro J1008-57，首次發(fā)現(xiàn)了90keV、顯著水平>20σ的回旋共振散射特性（請注意，當(dāng)一個(gè)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)顯著性水平大于5σ時(shí)，科學(xué)界會確認(rèn)該新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)）。根據(jù)理論計(jì)算，這個(gè)CRSF對應(yīng)的磁場高達(dá)10億特斯拉，比地球?qū)嶒?yàn)室能產(chǎn)生的磁場強(qiáng)幾千萬倍?；垩?硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）是中國第一顆X射線天文衛(wèi)星，它由科學(xué)載荷組成：

包括一個(gè)高能望遠(yuǎn)鏡，一個(gè)中能望遠(yuǎn)鏡，一個(gè)低能望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)空間環(huán)境監(jiān)測儀。與其他X射線衛(wèi)星相比，慧眼-硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）具有光譜覆蓋范圍寬(1-250keV)、高能有效面積大、時(shí)間分辨率高、死區(qū)時(shí)間短、亮源堆積效應(yīng)可忽略不計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在回旋線(特別是高能)探測中具有突出的優(yōu)勢。中子星擁有宇宙中最強(qiáng)的磁場，中子星X射線雙星是由一顆中子星和一顆正常恒星伴星組成的系統(tǒng)。

中子星吸積物質(zhì)，形成周圍的吸積盤，如果磁場很強(qiáng)，吸積的物質(zhì)會被磁力線引導(dǎo)到中子星的表面，從而產(chǎn)生X射線輻射。因此，這些來源也被稱為“脈沖星”，先前的研究表明，在X射線脈沖星的光譜中，有時(shí)可以發(fā)現(xiàn)一種特殊的吸收特征(稱為“回旋共振散射特征”)?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這是由于垂直于磁場電子運(yùn)動(dòng)的離散朗道能級之間的躍遷造成，這樣的散射特征起到了直接探測中子星表面附近磁場的作用。

慧眼-硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）由中國科學(xué)院高能物理研究所于1993年提出，并于2017年6月成功發(fā)射，中國科學(xué)院高能物理研究所負(fù)責(zé)這顆衛(wèi)星的科學(xué)有效載荷、地面部分和科學(xué)研究。研究利用慧眼-硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）在2017年震源爆發(fā)高峰期對吸積脈沖星Gro J1008-57進(jìn)行的觀測，探測到自旋周期為93.283(1)s的脈動(dòng)，脈沖輪廓在軟X射線處呈現(xiàn)雙峰，在20keV以上只有一個(gè)峰。

X射線脈沖星的唯象模型很好地描述了這一光譜，對于參考連續(xù)體模型HIGHECUT和線模型GABS，在質(zhì)心能量{E}{mathm{cyc}}={90.32}-0.28}^{+0.32}$kev處分別檢測到具有很高統(tǒng)計(jì)意義的回旋共振散射特征(CRSF)。對于不同的連續(xù)體模型，檢測是非常穩(wěn)定的，這條線的能量明顯高于之前的觀測結(jié)果，這為這條線提供了證據(jù)，這為在吸積脈沖星中觀測到的基本CRSF質(zhì)心能量創(chuàng)造了新記錄。

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博科園｜研究/來自：中國科學(xué)院/劉佳

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/abac05

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