
科学家称,他们发现了一只幽灵般的宇宙之手的“骨头”。
美国宇航局的两架x射线太空望远镜结合了它们的成像能力,揭开了太空中一个非凡的手状结构的磁场“骨头”。
美国航天局周一(10月30日)宣布,这些望远镜共同揭示了一颗死亡的坍缩恒星的行为,这颗恒星在高能物质和反物质粒子羽流中继续存在。
2001年,美国宇航局的钱德拉x射线天文台首次观测到脉冲星PSR B1509-58,并发现它的脉冲星风星云(称为MSH 15-52)类似于人手。
这颗脉冲星位于星云“手掌”的底部,而MSH 15-52距离地球16000光年。
现在,美国宇航局最新的x射线望远镜,成像x射线偏振探测器(IXPE)已经观察了MSH 15-52大约17天,这是自2021年12月发射以来观察单一物体时间最长的一次。研究结果发表在《天体物理学杂志》的一篇新论文中。
“IXPE数据为我们提供了‘手’磁场的第一张地图,”加州斯坦福大学的罗杰·罗曼尼(Roger Romani)说,他是这项研究的负责人。“产生x射线的带电粒子沿着磁场运动,决定了星云的基本形状,就像人手上的骨头一样。”
IXPE提供关于x射线电场方向的信息,由x射线源的磁场决定。这叫做x射线偏振。在MSH 15-52的大部分区域,极化量非常高,达到了理论工作所期望的最大水平。要达到这种强度,磁场必须非常直和均匀,这意味着在脉冲星风星云的这些区域几乎没有湍流。
MSH 15-52的一个特别有趣的特征是从脉冲星指向图像底部“手腕”的明亮x射线喷流。新的IXPE数据显示,射流开始时的极化很低,可能是因为这是一个湍流区域,具有复杂的纠缠磁场,与高能粒子的产生有关。在喷流结束时,磁力线似乎变直,变得更加均匀,导致极化变得更大。
这些结果表明,在手掌底部靠近脉冲星的复杂湍流区域,粒子被给予能量提升,并流向沿手腕、手指和拇指磁场均匀的区域。
“我们已经发现了脉冲星周围的超能量物质和反物质粒子的生命历史,”合著者Niccolò迪拉拉说,他也是斯坦福大学的。“这告诉我们脉冲星是如何充当粒子加速器的。”
同样来自斯坦福大学的合著者约瑟芬·王说:“我们都熟悉x光作为人类的诊断医疗工具。”“在这里,我们以不同的方式使用x射线,但它们再次揭示了原本对我们隐藏的信息。”
美国宇航局补充说:“大约1500年前,我们银河系中的一颗巨星耗尽了核燃料。当这种情况发生时,恒星坍缩到自己身上,形成了一个密度极大的物体,称为中子星。
具有强磁场的旋转中子星或脉冲星为极端物理提供了实验室,其条件无法在地球上复制。年轻的脉冲星可以产生物质和反物质的喷流,远离脉冲星的两极,伴随着强烈的风,形成‘脉冲星风星云’。”








