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“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)日前在編號(hào)為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星發(fā)現(xiàn)了能量高達(dá)146千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)超過(guò)16億特斯拉的中子星表面磁場(chǎng)，再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強(qiáng)磁場(chǎng)直接測(cè)量的世界紀(jì)錄。

該研究由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究團(tuán)隊(duì)與合作者共同完成，相關(guān)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天體物理雜志通訊》在線發(fā)表。

“慧眼”衛(wèi)星觀測(cè)吸積脈沖星藝術(shù)圖。(中科院高能物理研究所供圖)

據(jù)介紹，中子星是宇宙中具有最強(qiáng)磁場(chǎng)的天體，對(duì)其X射線能譜的回旋吸收線的探測(cè)是目前直接測(cè)量中子星表面磁場(chǎng)的唯一方法。本次發(fā)現(xiàn)不僅創(chuàng)造了迄今宇宙天體磁場(chǎng)直接測(cè)量的最高紀(jì)錄，還首次在超亮X射線源中直接測(cè)量了其中子星的表面磁場(chǎng)。

通常認(rèn)為，中子星的表面磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既有延展范圍很大的偶極磁場(chǎng)，也有局限于中子星表面附近的多極磁場(chǎng)。以前各種間接方法只能估算中子星偶極磁場(chǎng)，本次“慧眼”衛(wèi)星直接測(cè)量到Swift J0243.6+6124的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，首次從觀測(cè)上直接證明中子星除兩極對(duì)稱的偶極磁場(chǎng)外，的確具有更加復(fù)雜的非對(duì)稱磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

“慧眼”衛(wèi)星在146千電子伏附近觀測(cè)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(wèi)星于2017年6月發(fā)射升空，是我國(guó)第一顆X射線天文衛(wèi)星，承載高能X射線望遠(yuǎn)鏡、中能X射線望遠(yuǎn)鏡和低能X射線望遠(yuǎn)鏡三種科學(xué)載荷和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器，具有覆蓋能段寬、時(shí)間分辨率高等突出優(yōu)點(diǎn)，打開了觀測(cè)黑洞、中子星硬X射線快速光變和能譜研究的新窗口。

據(jù)介紹，2020年，“慧眼”衛(wèi)星在編號(hào)為GRO J1008-57的中子星中探測(cè)到90千電子伏的回旋吸收線，對(duì)應(yīng)10億特斯拉的中子星表面磁場(chǎng)，是當(dāng)時(shí)宇宙磁場(chǎng)直接測(cè)量的世界紀(jì)錄;隨后，“慧眼”衛(wèi)星在另外一個(gè)中子星的能譜上探測(cè)到了約100千電子伏的回旋吸收線。

“‘慧眼’衛(wèi)星連續(xù)三次刷新回旋吸收線能量測(cè)量的最高紀(jì)錄，表現(xiàn)出在探測(cè)天體高能X射線能譜方面具有國(guó)際領(lǐng)先的獨(dú)特能力。”中科院高能物理研究所研究員、“慧眼”衛(wèi)星首席科學(xué)家張雙南說(shuō)。

關(guān)鍵詞： 直接測(cè)量 偶極磁場(chǎng) 物理研究所 射線望遠(yuǎn)鏡 世界紀(jì)錄