“慧眼”衞星再次刷新直接測量宇宙最強磁場紀錄

本文轉自：人民日報

　　圖為“慧眼”衞星觀測吸積脈衝星藝術圖。
　　中國科學院高能物理研究所供圖

　　本報北京7月5日電  （記者吳月輝）“慧眼”衞星團隊在編號為Swift J0243.6+6124的中子星X射線雙星發現了能量高達146千電子伏的迴旋吸收線，對應超過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磁場直接測量的世界紀錄。該項研究工作主要由中國科學院高能物理研究所與德國圖賓根大學合作完成，近日在國際著名期刊《天體物理雜誌通訊》在線發表。

　　中子星是宇宙中具有最強磁場的天體，對其X射線能譜的迴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。此次發現，不僅是迄今宇宙天體磁場直接測量的最高紀錄，而且也首次在超亮X射線源中直接測量了其中子星的表面磁場。

　　通常認為，中子星的表面磁場結構複雜，既有延展範圍很大的偶極磁場，也有侷限於中子星表面附近的多極磁場。以前各種間接方法只能估算延展較遠的中子星偶極磁場。本次“慧眼”衞星直接測量到Swift J0243.6+6124的表面磁場強度，比通過間接方法給出的偶極磁場強度高大約一個數量級，説明其對應於中子星表面附近的多極磁場。這是首次從觀測上直接證明中子星除兩極對稱的偶極磁場外，的確具有更加複雜的非對稱磁場結構。

　　“慧眼”衞星是我國第一顆X射線天文衞星，承載高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡三種科學載荷和空間環境監測器。與國外的X射線衞星相比，“慧眼”衞星具有覆蓋能段寬、在高能X射線能段的有效面積最大、時間分辨率高、探測死時間很小、觀測強源沒有光子堆積效應等突出優點，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。

　　2020年，“慧眼”衞星在編號為GRO J1008—57的中子星中探測到了90千電子伏的迴旋吸收線，對應10億特斯拉的中子星表面磁場，是當時宇宙磁場直接測量的世界紀錄。隨後，“慧眼”團隊還在另外一箇中子星的能譜上探測到了約100千電子伏的迴旋吸收線。“慧眼”衞星連續3次刷新迴旋吸收線能量測量的最高紀錄，表現出在探測天體高能X射線能譜方面具有國際領先的獨特能力。