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“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)日前在編號為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，對應(yīng)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(qiáng)磁場直接測量的世界紀(jì)錄。

該研究由中國科學(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(fā)現(xiàn)不僅創(chuàng)造了迄今宇宙天體磁場直接測量的最高紀(jì)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(rèn)為，中子星的表面磁場結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既有延展范圍很大的偶極磁場，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(wèi)星直接測量到Swift J0243.6+6124的表面磁場強(qiáng)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(fù)雜的非對稱磁場結(jié)構(gòu)。

“慧眼”衛(wèi)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(wèi)星于2017年6月發(fā)射升空，是我國第一顆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(yīng)10億特斯拉的中子星表面磁場，是當(dāng)時(shí)宇宙磁場直接測量的世界紀(jì)錄;隨后，“慧眼”衛(wèi)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(wèi)星連續(xù)三次刷新回旋吸收線能量測量的最高紀(jì)錄，表現(xiàn)出在探測天體高能X射線能譜方面具有國際領(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。

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