天文学家发现迄今为止超亮 X 射线脉冲星磁场
发布时间:2023-02-16 09:31:41|来源:第一产业网|作者:

天文学家发现迄今为止超亮 X 射线脉冲星磁场

2014 年至 2022 年间 NGC 5907 ULX1 的通量和周期演化。

天文学家使用 NASA 的 Swift 航天器和 ESA 的 XMM-Newton 卫星观测到了 NGC 5907 ULX1——迄今为止已知的最亮的超亮 X 射线脉冲星。2 月 7 日在预印本服务器arXiv上发布的观测活动结果进一步揭示了这颗脉冲星的磁场。

超发光 X 射线源 (ULX) 是天空中的点源,它们在 X 射线中非常明亮,每个发射的辐射都超过 100 万个太阳在所有波长下的辐射。虽然它们的亮度不如活动的星系核,但它们比任何已知的恒星过程都更稳定地发光。
 
天文学家普遍认为,由于它们的亮度,大多数 ULX 都是黑洞。然而,最近的观察发现一些 ULX 显示出相干脉动。这些源被称为超亮 X 射线脉冲星 (ULXP),是中子星,通常质量小于黑洞。已知的 ULP 列表仍然相对较短;因此,研究此类物体对于研究人员在 X 射线中探索宇宙至关重要。
 
NGC 5907 ULX1 达到约 100 十二亿尔格/秒的峰值光度,是迄今为止检测到的最亮的 ULXP。它位于刀刃星系(也称为 NGC 5907)中,距离我们约 5600 万光年。NGC 5907 ULX1 的自旋周期约为 1.14 秒,以其在开启状态下的快速自旋而闻名。然而,人们对这颗脉冲星的磁场知之甚少,因为一些研究表明它具有强度达到 100 万亿高斯的多极磁场,而其他研究则指出磁场事件要弱 1000 倍。
 
因此,为了进一步了解 NGC 5907 ULX1 的磁场,由西班牙马德里欧洲空间天文中心 (ESAC) 的 Felix Fuerst 领导的天文学家团队分析了来自 Swift 和 XMM-Newton 的数据对脉冲星的 X 射线通量和脉冲周期进行长期监测(2003 年至 2022 年)。
 
研究发现,NGC 5907 ULX1 在 2017 年中至 2020 年中处于关闭或低状态。在此关闭状态期间,长期自旋上升趋势逆转,中子星自转周期显着减慢。关闭状态结束后,旋转恢复,但速度低于之前。
 
研究人员采用不同的方法来估计中子星的磁场,无论是基于自旋向上还是自旋向下强度。
 
“我们数据中磁场强度的最高估计值为 ≈ 2.5 × 10 13 G,而对于低 B 场解决方案,我们发现值低至 2 × 10 12 G。虽然基于这些数字,我们无法区分哪个磁场在现实中存在,我们注意到对于 ∼10 12 G 的场,我们预计会在 12 keV 左右看到回旋共振散射特征 (CRSF),这到目前为止尚未在光谱中观察到,”论文解释道。
 
天文学家还根据 2017 年至 2019 年关闭状态期间的自旋下降估算了磁场强度,发现它处于 25 万亿高斯的水平。他们指出,一般来说,所有结果都指向 NGC 5907 ULX1 中强度至少为数万亿高斯的磁场方向。这表明脉冲星正在以非常高的速度吸积。
编辑:澜澜
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