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10億特斯拉!中國“慧眼”直接測量到迄今宇宙最強磁場

http://dailynews.sina.com   2020年09月04日 02:31   中國新聞網

中新網北京9月4日電 (記者 孫自法)記者4日從中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉,“慧眼”(HXMT)衛星團隊通過對X射線吸積脈衝星GRO J008-57的詳細觀測,採用直接測量的方法得到該脈衝星表面磁場強度爲約10億特斯拉,這是迄今爲止,人類直接且非常可靠地測量到的宇宙中的最強磁場。

  這一主要由中科院高能所與德國圖賓根大學合作完成的重大天文科研成果論文,近期已在國際著名期刊《天體物理學報通訊》(Astrophysical Journal letters,ApJL)上發表。

“慧眼”衛星在太空的藝術想象圖。中科院高能所“慧眼”衛星團隊 供圖“慧眼”衛星在太空的藝術想象圖。中科院高能所“慧眼”衛星團隊 供圖

  中科院高能所介紹說,2017年8月,科研人員利用慧眼衛星對X射線吸積脈衝星GRO J1008-57的一次暴發活動進行詳細觀測,首次在其X射線能譜中以高於20倍標準偏差的高置信度(科學界確認科學發現的標準一般是5倍-20倍標準偏差)在90千電子伏特(keV)附近發現了一條回旋吸收線。根據理論推斷,該回旋吸收線對應的中子星表面磁場強度高達約10億特斯拉,比目前地球實驗室中能夠產生的幾十特斯拉的最強磁場高几千萬倍。

  “慧眼”是中國第一顆X射線天文衛星,搭載有高能、中能、低能X射線望遠鏡三種科學載荷和空間環境監測器,觀測能區爲1-250keV。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,因此具有探測高能量的回旋吸收線的獨特能力。

  中子星是宇宙中具有最強磁場的天體,其X射線雙星系統由中子星與其伴隨恆星組成,伴隨恆星的氣體在中子星的強引力作用下落向中子星,形成圍繞中子星高速轉動的氣體盤,稱爲吸積盤。如果磁場較強,吸積盤上的等離子體將沿着磁力線落到中子星表面,併發出強烈的X射線輻射。

  科研團隊指出,由於中子星的轉動,X射線發射區隨之旋轉,形成周期性的X射線脈衝信號,因此這類天體也被稱爲“X射線吸積脈衝星”。大量觀測發現,這一類天體在X射線輻射能譜上會出現“凹陷”結構,理論認爲這是電子在磁場中回旋共振散射造成,因此被稱爲回旋吸收線,吸收線處的能量對應着磁場強度,利用該現象可以直接測量中子星表面附近的磁場強度。

  據瞭解,“慧眼”衛星最早於1993年由中科院高能所李惕碚、吳枚等人提出,於2017年6月發射升空,中科院高能所負責衛星有效載荷、地面應用系統和科學研究工作。(完)

 

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