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  • 中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    中科院慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)团队对正在吸积的X射线脉冲星Gro J1008-57进行广泛的观测,并在中子星表面探测发现大约10亿特斯拉的磁场。这是在宇宙中确凿探测到的最强磁场,其研究发现发表在《天体物理学》期刊上,主要由中国科学院高能物理研究所(IHEP)和德国Tübingen的Eberhard Karls大学科学家进行。

    中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    科学家们研究了慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)在2017年8月爆发期间探测到的X射线脉冲星Gro J1008-57,首次发现了90keV、显著水平>20σ的回旋共振散射特性(请注意,当一个新的科学发现显著性水平大于5σ时,科学界会确认该新的科学发现)。根据理论计算,这个CRSF对应的磁场高达10亿特斯拉,比地球实验室能产生的磁场强几千万倍。慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)是中国第一颗X射线天文卫星,它由科学载荷组成:

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    包括一个高能望远镜,一个中能望远镜,一个低能望远镜和一个空间环境监测仪。与其他X射线卫星相比,慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)具有光谱覆盖范围宽(1-250keV)、高能有效面积大、时间分辨率高、死区时间短、亮源堆积效应可忽略不计等优点,在回旋线(特别是高能)探测中具有突出的优势。中子星拥有宇宙中最强的磁场,中子星X射线双星是由一颗中子星和一颗正常恒星伴星组成的系统。

    中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    中子星吸积物质,形成周围的吸积盘,如果磁场很强,吸积的物质会被磁力线引导到中子星的表面,从而产生X射线辐射。因此,这些来源也被称为“脉冲星”,先前的研究表明,在X射线脉冲星的光谱中,有时可以发现一种特殊的吸收特征(称为“回旋共振散射特征”)。科学家们认为,这是由于垂直于磁场电子运动的离散朗道能级之间的跃迁造成,这样的散射特征起到了直接探测中子星表面附近磁场的作用。

    中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)由中国科学院高能物理研究所于1993年提出,并于2017年6月成功发射,中国科学院高能物理研究所负责这颗卫星的科学有效载荷、地面部分和科学研究。研究利用慧眼-硬X射线调制望远镜(HXMT)在2017年震源爆发高峰期对吸积脉冲星Gro J1008-57进行的观测,探测到自旋周期为93.283(1)s的脉动,脉冲轮廓在软X射线处呈现双峰,在20keV以上只有一个峰。

    中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    X射线脉冲星的唯象模型很好地描述了这一光谱,对于参考连续体模型HIGHECUT和线模型GABS,在质心能量{E}{mathm{cyc}}={90.32}-0.28}^{+0.32}$kev处分别检测到具有很高统计意义的回旋共振散射特征(CRSF)。对于不同的连续体模型,检测是非常稳定的,这条线的能量明显高于之前的观测结果,这为这条线提供了证据,这为在吸积脉冲星中观测到的基本CRSF质心能量创造了新记录。

    中科院:中国慧眼望远镜,发现迄今最强磁场,高达10亿特斯拉

    博科园|研究/来自:中国科学院/刘佳

    参考期刊《天体物理学》

    DOI: 10.3847/2041-8213/abac05

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