钱德拉研究的是非凡的磁星:旋转速度最快,可能是已知的最年轻的磁星

迈格尼塔艺术家的印象

艺术家对磁星的描绘。信贷:ESO / L。Calcada

  • 天文学家最近发现了旋转速度最快、可能也是最年轻的磁星。
  • 这个被称为J1818.0-1607的天体距离地球21000光年银河系星系。
  • 磁星是一种特殊类型的中子星,具有非常强大的磁场。
  • 研究人员使用钱德拉望远镜和其他望远镜来了解这个物体的不同寻常的性质。
J1818

这张图片包含了一颗异常的磁星,这是一种具有非常强大磁场的中子星。天文学家已经发现证据表明,这颗星体可能是已知的最年轻的磁星(在地球的时间范围内大约有500岁)。它也是迄今为止发现的旋转速度最快的行星(转速约为每秒1.4次)。这张图片显示了来自钱德拉(紫色)在图片中心的磁星的x射线,结合斯皮策和WISE的红外数据显示了更宽的视野。当一颗大质量恒星耗尽核燃料,其核心坍缩时,就会形成磁星。信用x射线:NASA/CXC/西弗吉尼亚大学/H。布卢姆;红外(斯皮策和Wise): NASA/喷气推进实验室-加州理工学院/斯皮策

2020年,天文学家发现了一颗磁星,为奇异天体家族增添了一员新成员。新观察美国国家航空航天局钱德拉x射线天文台也支持了这一观点脉冲星这意味着它会发出有规律的光脉冲。

磁星是一种中子星这是一种密度极高的物体,主要由密集的中子组成,这些中子是在超新星爆发期间,一颗大质量恒星的坍缩核心形成的。

磁星与其他中子星的区别在于,它们拥有宇宙中已知的最强大的磁场。作为背景,我们星球的磁场强度值约为1高斯,而冰箱磁铁值约为100高斯。另一方面,磁星的磁场约为十亿高斯。如果一颗磁星位于离月球六分之一的地方(约40000英里),那么地球上所有信用卡上的数据都会被抹去。

2020年3月12日,天文学家发现了一颗新的磁星用NASA的尼尔·格莱尔斯·斯威夫特望远镜。这只是已知的第31颗磁星,在已知的大约3000颗中子星中。

在后续的观察之后,研究人员确定这个被命名为J1818.0-1607的天体之所以特殊还有其他原因。首先,它可能是已知最年轻的磁星,据估计大约有500岁。这是基于旋转速率变慢的速度,以及它生来就旋转得更快的假设。其次,它的转速也比之前发现的任何磁星都要快,每1.4秒旋转一圈。

钱德拉对J1818.0-1607的观测是在Swift发现后不到一个月的时间里获得的,这给天文学家提供了第一个高分辨率的x射线图像。钱德拉的数据揭示了磁星所在位置的一个点源,它被弥漫的x射线辐射所包围,很可能是由附近尘埃反射的x射线引起的。(一些漫射x射线发射也可能来自中子星吹来的风。)

西弗吉尼亚大学的Harsha Blumer和加拿大马尼托巴大学的Samar Safi-Harb最近公布了钱德拉对J1818.0-1607年的观测结果天体物理学杂志通讯

J1818标记

与上面相同的图像,这颗异常的磁星,但标注了J1818。信用x射线:NASA/CXC/西弗吉尼亚大学/H。布卢姆;红外(斯皮策和Wise): NASA/喷气推进实验室-加州理工学院/斯皮策

这张合成图像包含了美国宇航局的两个任务——斯皮策太空望远镜和广域红外巡天探测器(WISE)——在磁星被发现之前拍摄的广域红外图像。钱德拉的x射线显示这颗磁星是紫色的。这颗磁星靠近银河系平面,距离地球约21000光年。

其他天文学家也用射电望远镜观测了J1818.0-1607,如美国国家科学基金会的卡尔·詹斯基甚大阵(VLA),并确定它发出无线电波。这意味着它也有类似于典型的“旋转动力脉冲星”的特性,这是一种中子星,当它旋转或减速时,会以重复发射脉冲的形式发出辐射束。据记录,只有5颗磁星,包括这颗,也表现得像脉冲星,占已知中子星总数的不到0.2%。

J1818关闭

这颗特殊磁星J1818.0-1607的近照。来源:x射线:NASA/CXC/西弗吉尼亚大学/H。布卢姆;红外(斯皮策和Wise): NASA/喷气推进实验室-加州理工学院/斯皮策

钱德拉天文台的观测结果也可能支持这一普遍观点。Safi-Harb和Blumer研究了J1818.0-1607如何有效地将自旋下降的能量转换成x射线。他们得出的结论是,这种效率比一般磁星的效率要低,而且可能在其他旋转驱动脉冲星的效率范围内。

爆炸产生了这个时代的磁星,人们认为爆炸后留下了可探测到的碎片场。为了寻找这颗超新星的残骸,Safi-Harb和Blumer观察了钱德拉的x射线,斯皮策的红外数据,以及VLA的无线电数据。根据斯皮策和VLA的数据,他们发现了可能存在残骸的证据,但距离磁星相对较远。为了跨越这段距离,这颗磁星的运动速度必须远远超过已知的速度最快的中子星,即使假设它的年龄比预期的要大得多,这也将允许更多的旅行时间。

参考:由Harsha Blumer和Samar Safi-Harb于2020年11月26日发表的《新发现的磁星Swift J1818.0-1607的钱德拉观测》。天体物理学杂志通讯
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / abc6a2
arXiv: 2011.00324

美国宇航局的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉x射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。

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