蟹状星云发出难以解释的脉冲

蟹状星云脉冲星发出伽马射线脉冲

宇宙灯塔:蟹状星云脉冲星发出高达400千兆伏的伽马射线脉冲;也就是说,至少比理论学家认为可能的高50倍。动画显示了由两个神奇的望远镜测量到的脉冲辐射。资料来源:S. Klepser, MAGIC Collaboration

天体物理学家知道蟹状星云发出的脉冲是强大的,但他们发现的脉冲比理论学家认为可能的高50到100倍。利用拉帕尔马加那利岛上的两台神奇望远镜,研究人员观测到了高达400 GeV的能量伽马辐射。

脉冲星在著名的蟹状星云的中心是一个名副其实的能量束。现在,拉帕尔马加那利岛上的两个神奇望远镜证实了这一点。他们观察脉冲星在高能伽马辐射从25到400电子伏(GeV),一个地区,以前很难获得高能源仪器,并发现它实际上发出脉冲与400 GeV的最大可测量的能量——至少50到100倍的理论家认为可能。天体物理学家很难解释这些最新的观测结果。“这背后一定有未知的过程,”马克斯普朗克物理研究所的项目负责人Razmik Mirzoyan说。

中子星蟹状星云中最著名的脉冲星之一。它每秒钟绕自己的轴旋转30次,拥有1亿特斯拉的磁场,比地球强一万亿倍。这颗脉冲星为周围著名的蟹状星云提供动力,蟹状星云距离地球约6000光年,位于金牛座。脉冲星和星云都是在公元1054年7月爆发的一颗超新星的残余,即使在白天肉眼也能看到23天。

中子星是由核材料构成的密度极高的球体。它们的质量和太阳差不多,但直径只有20公里。但是,是什么让中子星成为脉冲星呢?天体物理学家已经在地球上探测到了大约2000颗脉冲星银河系星系?中子星的自转周期非常有规律,也很短,从1毫秒到10秒不等。当恒星旋转时,它不断地发射带电粒子,主要是电子和正电子(带正电的电子)以及电磁辐射。

这些粒子沿着磁力线运动,磁力线的旋转速度与中子星本身相同,它们在几乎所有的地方都发射出电磁波谱的光束,从无线电波长到伽马射线。如果其中一束光线穿过我们的视线,恒星就会闪烁片刻,就像灯塔发出的信号一样。

用光学望远镜看到的蟹状星云

另一种不同的光线:图中显示的蟹状星云是通过光学望远镜(左)和x射线望远镜(中)看到的,图中是脉冲星磁场的图示(右)。光曲线(底部)显示了伽玛射线以0.0337秒为间隔的规律发射,或者说每旋转两次脉冲。为了清晰起见,显示了两个时期。资料来源:NASA, ESA, J. Hester, A. Loll, CXC, SAO, F. Seward等人,MAGIC Collaboration

几年前,神奇的望远镜从蟹状星云脉冲星上探测到能量高于25 GeV的伽马射线。这是非常出乎意料的,因为现有的白鹭卫星数据显示,频谱停止在低得多的能量。然而,在非常高的能量魔术被证明有几个数量级的高灵敏度相比于卫星任务。当时,科学家们得出的结论是,辐射必须在中子星表面以上至少60公里处产生。这是因为高能的伽马射线被恒星的磁场有效地屏蔽了,以至于离恒星非常近的源无法被探测到。结果,测量排除了蟹状星云脉冲星高能伽马射线发射的主要理论之一。

现在,MAGIC在过去两年测量的数据显示,脉冲发射远远超过所有预期,在大约1毫秒的极短脉冲中达到400 GeV。这一发现对现有理论提出了质疑,因为人们认为所有脉冲星的能量极限都明显较低。的recent measurements by MAGIC, together with those of the orbiting Fermi satellite at much lower energies, provide an uninterrupted spectrum of the pulses from 0.1 GeV to 400 GeV. These clear observational results create major difficulties for most of the existing pulsar theories that predict significantly lower limits for highest energy emission.

由台湾天文学和天文学研究所的魔术团队助理科希希·希罗纳尼科希希·希拉替纳利开发了一种新的理论模型,解释了一种级联过程的现象,其产生了能够克服脉冲星磁层的屏障的二次粒子。Felix Aharonian对都柏林高级研究和其他研究人员提出的另一种可能的解释将令人难叫的令人难以置力的物理与脉冲线风的类似神奇物理 - 电子,正弦和电磁辐射的电流最终发展到蟹星云中。

然而,尽管上述模型能够提供极高能量和脉冲的短缺的解释,但是进一步的改进是实现良好的观察吻合的必要条件。天体物理学家希望未来的观察结果将提高数据的统计精确度,并帮助解决谜团。这可以在脉冲星和螃蟹星云本身上流出新的光线,作为银河系中最受研究的最多的物品之一。

图片:S. Klepser, MAGIC Collaboration;美国国家航空航天局, J. Hester, A. Loll, CXC, SAO, F. Seward等,MAGIC Collaboration

1评论关于“蟹状星云发出难以解释的脉冲”

  1. 哦,他们是多么努力地试图解释自然的能力。那些天才,那些杰出的数学家和理论家。在这些极端无知的水平上,你必须问自己,如果人类明天将不复存在,它将在某个地方被遗漏。我对此深表怀疑。最后,大自然能够创造出人类所能想象到的任何事物,甚至更多。

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