作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/10/9 11:06:15
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迄今最高能脉冲星伽马射线现身 这一发现挑战此前认知

 

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脉冲星磁场极冠两极的红外光子被高能电子推升到伽马射线能段(蓝色)

图片来源:德国电子同步加速器研究所科学传播实验室

一个国际科研团队使用纳米比亚高能立体望远镜系统探测到了源自脉冲星的迄今最高能量的伽马射线:一颗船帆座脉冲星发出的伽马射线的能量达到了惊人的20太电子伏特(TeV,万亿电子伏特),大约相当于可见光子能量的10万亿倍。相关研究论文发表于最新一期《自然·天文学》杂志,挑战了科学家此前对脉冲星的理解。

中国科学院国家天文台研究员张承民对科技日报记者解释说:“脉冲星是大质量恒星在超新星爆炸后遗留下来的‘坟墓’,其旋转速度极快,并拥有活跃的磁层。”

据张承民介绍,脉冲星拥有极高的质量密度:一茶匙脉冲星物质的质量超过50亿吨。脉冲星现象有点像宇宙的“灯塔”,它会释放其磁极的高能粒子的辐射能量,以自转周期的节奏被观测到,所以地球上的天文学家会看到其“脉冲”信号。这种辐射源于在脉冲星磁层内产生的电子,这些电子会加速沿着磁力线向极冠外运动,在此过程中获得能量并以高能或射电辐射束的形式释放出来。

船帆座脉冲星是电磁波谱射电波段最亮的脉冲星之一,也是千兆电子伏特范围内最亮的宇宙伽马射线辐射源,每秒大约旋转11次。在最新研究中,科学家从其辐射中发现了能量高达20TeV的新型强辐射,是这颗脉冲星迄今辐射能量最高的一次,比之前的记录高出200倍。

研究人员目前并不清楚这颗脉冲星为何能发出能量如此之高的伽马射线辐射,这一结果挑战了科学家以前对脉冲星的认知,需要重新思考这些“自然加速器”是如何工作的。

张承民表示,这一发现打开了新的观测窗口,启发天文学家使用目前设备或即将推出的、更灵敏的伽马射线望远镜,探测类似能量的其他脉冲星,以更好地了解强磁场天体的极端加速过程。

 
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