宇宙中最強磁場來了!4日,記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉,該所慧眼(HXMT)衛(wèi)星團隊通過對X射線吸積脈沖星GRO J008-57的詳細觀測,采用直接測量的方法得到該脈沖星表面磁場強度為約10億特斯拉,這是迄今為止,人類直接且非??煽康販y量到的宇宙最強磁場。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際天文學(xué)權(quán)威期刊《天體物理學(xué)報通信》上。
2017年8月,科研人員利用我國第一顆X射線天文衛(wèi)星慧眼衛(wèi)星對X射線吸積脈沖星GRO J1008-57的一次暴發(fā)活動進行了詳細觀測,首次在其X射線能譜中以高于20倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的高置信度在90千電子伏特(keV)附近發(fā)現(xiàn)了一條回旋吸收線。
根據(jù)理論推斷,該回旋吸收線對應(yīng)的中子星表面磁場強度高達約10億特斯拉,比目前地球?qū)嶒炇抑心軌虍a(chǎn)生的幾十特斯拉的最強磁場高幾千萬倍。該項研究工作主要由中國科學(xué)院高能物理研究所(高能所)與德國圖賓根大學(xué)合作完成。
中子星是宇宙中具有最強磁場的天體。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引力作用下落向中子星,形成了圍繞中子星高速轉(zhuǎn)動的氣體盤,稱為吸積盤。如果磁場較強,吸積盤上的等離子體將沿著磁力線落到中子星表面,并發(fā)出強烈的X射線輻射。
由于中子星的轉(zhuǎn)動,X射線發(fā)射區(qū)隨之旋轉(zhuǎn),形成周期性的X射線脈沖信號,因此這類天體也被稱為“X射線吸積脈沖星”。大量觀測發(fā)現(xiàn),這一類天體在X射線輻射能譜上會出現(xiàn)“凹陷”結(jié)構(gòu),理論認(rèn)為這是電子在磁場中回旋共振散射造成的,因此被稱為回旋吸收線,吸收線處的能量對應(yīng)著磁場強度,利用該現(xiàn)象可以直接測量中子星表面附近的磁場強度。
慧眼衛(wèi)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(xué)載荷和空間環(huán)境監(jiān)測器,觀測能區(qū)為1-250 keV。與國外的X射線衛(wèi)星相比,慧眼衛(wèi)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(yīng)等突出優(yōu)點,因此具有探測高能量的回旋吸收線的獨特能力。