3萬光年外磁星爆發耀眼光環如太空煙火

2021-01-13 科學網

Swift's X-Ray望遠鏡捕捉到正在燃燒的中子星SGR J1550-5418的周圍一個正在擴大的光環

當磁星表面突然破裂，SGR J1550-5418就可能會出現伽馬射線爆發

天文學家認為，軟伽馬射線復現源是磁星或具有超強磁場的中子星 

北京時間2月12日消息，據美國宇航局太空網報導，目前天文學家正在利用美國宇航局的「雨燕」(Swift)衛星和費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma Ray Space Telescope)，觀察距離地球30000光年的一個恆星殘餘物中頻繁發生的一些高能伽馬射線爆發，這種爆發宛如天國煙火。

 

這些美麗的天上「煙火」是從一種被稱作「軟γ 射線復現源」(soft-gamma-ray repeater)的，非常罕見的中子星中發出的。這種天體會時不時地噴發出一系列X射線和伽馬射線。

 

「雨燕」衛星觀測協調人、來自賓夕法尼亞州立大學的羅爾達納·維特萊說：「有時候，這種令人不可思議的天體會在短短20分鐘內發生100多次閃光。最強烈的閃光發出的能量，超過太陽在20年內發出能量的總和。」這個天體位於南天的矩尺座，人們早就知道它是一個X射線源。在過去的兩年間，天文學家已經鑑別出它發出的脈衝射電和X射線信號。2008年10月3日，它產生一系列規模不大的爆發，之後經歷一段平靜期，然後在2009年1月22日重新爆發，且強度激增。

 

因其最近重新爆發，天文學家將這一天體歸為「軟γ射線復現源」(soft-gamma-ray repeater)，這類天體目前僅發現了6顆。2004年，另一顆「軟γ射線復現源」產生的超強爆發，從50000光年外對地球上層大氣產生顯著影響。科學家認為，這一輻射源是一顆高速旋轉的中子星——一顆非常緻密，像城市一樣大的超新星遺骸。雖然它的直徑僅有12英裡，但是它的質量超過太陽。這一天體被編號為SGR J1550-5418。

 

雖然中子星一般都擁有強大的磁場，但是一個中子星群體可以展現出比單個中子星強1000倍的磁場強度。這些所謂的「磁星」(magnetar)在宇宙中擁有最強的磁場。SGR J1550-5418每2.07秒旋轉一周，是世界上旋轉速度最快的磁星。天文學家認為，磁星通過它們磁場裡的強大能量，為它們的爆發供能。

 

美國阿拉巴馬州美國宇航局馬歇爾航天飛行中心的天體物理學家克裡薩·科弗裡奧託說：「費米望遠鏡上攜帶的伽馬射線監視器，可以詳細分辨出這些事件中的諸多細節，這使得我們可以更好地理解磁星是如何向外釋放能量的。」從1月22日以來，這一天體發出的射線觸及費米望遠鏡上的伽馬射線爆監測器的次數，已經超過95次。

 

哥倫比亞大學的朱爾斯·哈爾佩恩利用「雨燕」衛星上搭載的X射線望遠鏡獲取的數據，捕捉到了「軟γ射線復現源」天體的首個「回光」(light echoes)現象。在最新的閃光發生後獲取的圖像，揭示了圍繞在輻射源周圍的暈輪在不斷擴大。當X射線與不同距離的塵霧相互作用時，就會形成多重暈輪，而且X射線與距離較近的雲團相互作用時，會產生較大的暈輪。暈輪和它們的表觀膨脹，都是由光線的有限速度和光線必須運行的較長路徑造成的幻覺。

 

哈爾佩恩說：「最明亮的爆發發出的X射線，驅散了我們和恆星之間的塵霧。因此我們無法獲知這些天體距離地球有多遠。這些圖片將幫助我們進行更加精確的測量，並有助於確定射線與塵霧之間的距離。」

 

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