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2010-10-28

日益加深的磁星之谜

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 5:45 am

译自NASA,2010年10月14日

马萨诸塞州剑桥讯——利用NASA的钱德拉、雨燕与罗西X射线卫星以及费米伽玛射线空间望远镜连带欧空局的XMM-牛顿望远镜进行观测揭示出,一颗拥有常规强度表面磁场的慢速自转中子星正在发生X射线和伽玛射线爆发。这一发现也许意味着高天体拥有比表面磁场强得多的内部磁场存在,也牵扯到宇宙中最强大的磁体演化的机制。

这颗名为SGR 0418+5729的中子星是在2009年6月5日发现的,当时费米伽玛射线太阳望远镜探测到了来自该天体的伽玛射线爆发。4天后,使用罗西X射线时变探测器(RXTE)进行的后续观测表明,除了随机的X射线爆发之外,中子星本身还存在具有规则脉冲的持续X射线辐射,这种持续辐射给出的星体自转周期是9.1秒。RXTE对该天体的活动进行了大约100天的监测。这一表现类似于一类名为磁星的中子星,它们拥有超强到极强的磁场,相当于银河系射电脉冲星平均磁场的20到1000倍。

艺术家笔下缓慢旋转的中子星。大图请点击(图片提供:CXC/M. Weiss)

随着中子星的旋转,低频电磁波辐射或者高能粒子星风将能量从星体带走,导致星体自转速度逐渐减慢。由于哪怕SGR 0418的亮度在最初的观测之后减少了10%,钱德拉与XMM-牛顿望远镜都可以测量出它的脉冲周期,对它进行仔细监测是可行的。让SGR 0418与其他磁星相异的是,在490天的时间里进行的仔细监测没有给出任何可以觉察的自转速度减慢。

自转速度没有变慢说明,低频波辐射必然很微弱,因此表面磁场要比通常低上很多。但是这就给出了另一个问题:爆发以及星体持久的X射线辐射又是由哪里提供的能量?

一般人们对磁星的认识是,为X射线与伽玛射线辐射提供能量的是内部的磁场,在中子星湍动的内部,磁场被扭曲并被放大。理论研究表明,如果内部磁场比表面磁场强上10倍左右或者更多,磁场的衰减或者解开就可以通过中子星壳层的加热或粒子加速产生稳定与爆发的X射线辐射了。

一个关键的问题是,星体表面与内部的磁场之间可以保持多大的不平衡。SGR 0418提供了一个重要的测试案例。观测已经表明,不平衡程度在50到100倍之间。如果钱德拉望远镜在未来进行的观测进一步降低了表面磁场的限制,那么理论家可能就必须要再度深挖,为这个谜一般的天体寻求解释了。

这一发现是国际合作的结果,合作者来自CSIC-IEEC、INAF、帕多瓦(Padua)大学MSSL-UCL、CEA-Saclay、萨班哲(Sabanci)大学以及阿拉巴马州亨茨维尔市(Huntsville)的NASA马歇尔太空飞行中心。研究结果刊登在10月14日出版的《科学快报》网站上,该网站在出版印刷前提供精选的《科学》杂志论文电子版。

马歇尔中心为华盛顿的NASA科学任务理事会管理着钱德拉计划。马萨诸塞州剑桥(Cambridge)的史密松天体物理天文台控制着钱德拉望远镜的科研和飞行。

包括图片与其他多媒体资料在内的更多信息请访问http://hubblesite.org/news/2010/34http://www.nasa.gov/hubble

 

译文登载在http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-3902-1.htm

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