xmm -牛顿太空天文台发现了有史以来最年轻的脉冲星

高磁场的中子星

一颗磁的艺术家的印象。磁星是与曾经在测量宇宙最强磁场的宇宙天体。他们是非常磁化脉冲星 - 大质量恒星是甩开高能辐射在从几毫秒的时间尺度阵阵冲动和更长的爆发多年的炽热和稠密的残余。信用:esa

由欧洲航天局的XMM-牛顿空间天文台领导的观察活动揭示了最年轻Pulsar.见过 - 残一次的大质量恒星 - 这也是一个“磁星”运动的磁场比地球强约70千万亿次。

脉冲星是一些在宇宙中最奇特的物体。它们形成就像大质量恒星结束生命一样通过强大的超新星爆炸,并留下极端的恒星残留物:高温、高密度和高度磁化。有时脉冲星也会经历剧烈活动的时期,在这个时期,脉冲星会在从毫秒到年的时间尺度上释放出大量的高能辐射。

恒星演化

不同初始质量恒星的一些可能进化路径的艺术家印象。一些原恒星,如褐矮星,从来没有达到足够的温度来燃烧成成熟的恒星,只是冷却和消失。红矮星是最常见的恒星类型,它们会一直燃烧,直到它们将所有的氢转化为氦,变成白矮星。类太阳恒星膨胀成红巨星,然后将其外壳吹散成彩色星云,而其核心则坍缩成白矮星。最大质量的恒星一旦燃烧完它们的燃料,就会突然坍缩,引发超新星爆炸或伽马射线爆发,并留下中子星或黑洞。信用:esa

规模较小的阵阵往往标志着发病更增强了“爆发”,当X射线发射能成为一千倍更加激烈。由XMM-牛顿领导的多乐器活动现在已捕获这样的爆发,从最年轻的脉冲星宝宝发出过的地点:雨燕J1818.0-1607,它最初是由发现美国国家航空航天局今年3月,斯威夫特天文台(Swift Observatory)发布了一份报告。

还有更多。这颗脉冲星不仅是我们已知的3000颗中最年轻的银河系但它也属于脉冲星的一个非常罕见的类别:磁星,这是宇宙中有史以来测量到的磁场最强的天体

“雨燕J1818.0-1607谎言大约15,000光年的银河系内,”大学高级研究学院IUSS意大利帕维亚的主要作者保罗·埃斯波西托说。

XMM牛顿

艺术家对xmm -牛顿x射线太空天文台的印象。来源:ESA-C。Carreau

“发现这么年轻的东西,刚刚在宇宙中形成,是非常令人兴奋的。地球上的人大约在240年前就能看到超新星爆炸,形成了这颗小磁星,就在美国和法国革命的中期。”

这颗磁星还有更大的名气。它是已知旋转速度最快的天体之一,每1.36秒旋转一次——尽管在直径仅25公里的恒星残留物中包含两个太阳的质量。

在发现之后,天文学家们立即使用xmm -牛顿、美国宇航局的Swift和NuSTAR x射线卫星以及意大利的撒丁岛射电望远镜对该天体进行了进一步的详细观察。

XMM-牛顿磁星宝贝

欧洲航天局xmm -牛顿望远镜上的EPIC-pn摄像机拍摄的Swift J1818.0−1607的合成图像,这是迄今为止观测到的最年轻的脉冲星。该图像结合了以下能量波段的观测结果:2-4 keV(红色),4-7.5 keV(绿色)和8.5-12 keV(蓝色)。信贷:ESA / xmm -牛顿;P. Esposito等人(2020)

大多数磁星只能在x射线中观测到,与之不同的是,观测结果显示,Swift J1818.0−1607是极少数同时显示脉冲发射的无线电波之一。

“磁星是迷人的对象,而这个孩子一个似乎是特别有趣的考虑到其极端的特点,”空间科学研究所(CSIC,IEEC)在西班牙巴塞罗那的南大雷亚,以及观测首席研究员。

“在无线电波和x射线中都能看到脉冲星,这一事实为正在进行的关于脉冲星残骸性质的科学辩论提供了重要线索。”

磁星是一种特别磁化的脉冲星,通常被认为在宇宙中不常见——天文学家只探测到大约30颗——而且被认为与其他类型的脉冲星不同,这些脉冲星在射电发射中表现强烈。

但是x射线研究人员一直怀疑磁星可能比这一观点所暗示的要普遍得多。这一新发现支持了这样一种观点,即在银河系中发现的脉冲星中,它们可能构成了很大一部分,而不是外来的。

“是一颗磁形成只是最近的事实表明,这种想法是有根有据,”解释合着者爱丽丝贝佳斯,谁与同事弗朗西斯科蒂Zelati上的数据分析工作 - 无论是总部也设在空间科学在巴塞罗那的学院。

“天文学家在过去十年中也发现了许多磁星,是已知磁星数量的两倍,”她补充道。“很可能磁星只是在休眠时善于在雷达下飞行,只有在它们‘醒来’时才被发现——这颗小磁星就证明了这一点,在导致它被发现的爆发之前,它的亮度要低得多。”

伽马射线暴艺术家印象

伽玛射线的艺术家的印象破灭。来源:ESA,插图由ESA / ECF

此外,脉冲星的种类可能不像最初认为的那么多。磁星所显示的独特现象也可能出现在其他类型的脉冲星中,正如Swift J1818.0−1607所显示的特征——无线电发射——通常不属于磁星。

“虽然磁星本身很有趣,但它们在更广泛的范围内也有关联:它们可能在驱动我们在宇宙中看到的一系列瞬变事件中发挥关键作用,”Francesco补充说。

“这样的事件被认为是他们出生时被莫名其妙地连接到磁星要么,或在他们的生活中非常早期的阶段,因此这一发现特别令人兴奋的。”

瞬变事件的例子包括伽马射线暴、超发光超新星爆炸和神秘的快速射电暴。这些高能事件可能与年轻的强磁化物体(如Swift J1818.0−1607)的形成和存在有关。

ESA xmm -牛顿项目科学家Norbert Schartel补充说:“为了推断这颗磁星的年龄,研究人员需要对它的自转速度和自转如何随时间变化进行高分辨率的长期测量。”

“XMM-Newton’s European Photon Imaging Camera, EPIC, observed Swift J1818.0−1607 just three days after it was discovered, enabling the researchers to extract an accurate picture of its X-ray emission, and characterize its rotation and spectral properties in detail.”

“这样的研究对于了解更多关于银河系的恒星内容,并揭示整个宇宙更广发生的现象的复杂性非常重要。”

欲了解更多有关这一发现,阅读一个非凡的宇宙婴儿被发现

Reference: “A Very Young Radio-loud Magnetar” by P. Esposito, N. Rea, A. Borghese, F. Coti Zelati, D. Viganò, G. L. Israel, A. Tiengo, A. Ridolfi, A. Possenti, M. Burgay, D. Götz10, F. Pintore, L. Stella, C. Dehman, M. Ronchi, S. Campana, A. Garcia-Garcia, V. Graber, S. Mereghetti, R. Perna, G. A. Rodríguez Castillo, R. Turolla and S. Zane, 17 June 2020,天体学习期刊字母
DOI:10.3847 / 2041-8213 / ab9742

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