星空有約｜“慧眼”衛星再次刷新直接測量宇宙最強磁場紀錄 _衛星

文章插圖

文章插圖
“慧眼”衛星團隊日前在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星發現了能量高達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，再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界紀錄。
該研究由中國科學院高能物理研究所研究團隊與合作者共同完成，相關成果在國際學術期刊《天體物理雜志通訊》在線發表。

文章插圖

“慧眼”衛星觀測吸積脈沖星藝術圖。（中科院高能物理研究所供圖）
據介紹，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。本次發現不僅創造了迄今宇宙天體磁場直接測量的最高紀錄，還首次在超亮X射線源中直接測量了其中子星的表面磁場。
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?。?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中子星偶極磁場，本次“慧眼”衛星直接測量到Swift J0243.6+6124的表面磁場強度，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。

文章插圖

“慧眼”衛星在146千電子伏附近觀測到超亮X射線源Swift J0243.6+6124的基頻電子回旋吸收線。（中科院高能物理研究所供圖）
“慧眼”衛星于2017年6月發射升空，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，具有覆蓋能段寬、時間分辨率高等突出優點，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。
據介紹， 2020年，“慧眼”衛星在編號為GRO J1008-57的中子星中探測到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?。?是當時宇宙磁場直接測量的世界紀錄；隨后，“慧眼”衛星在另外一個中子星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。”中科院高能物理研究所研究員、“慧眼”衛星首席科學家張雙南說。
統籌：陳芳、劉心惠
采訪人員：張泉
編輯：連長燕
【星空有約｜“慧眼”衛星再次刷新直接測量宇宙最強磁場紀錄】星空工作室出品