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美國宇航局的X射線望遠鏡揭示了一只幽靈般的宇宙之手的“骨骼”

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美國宇航局的X射線望遠鏡揭示了一只幽靈般的宇宙之手的“骨骼”


美國宇航局的X射線望遠鏡揭示了一只幽靈般的宇宙之手的“骨骼” 。鳴謝:X射線:NASA/CXC/斯坦福大學/R. Romani等人(Chandra)；美國航天局/MSFC公司；紅外:美國航天局/JPL加州理工學院/DECaPS；圖像處理:NASA/CXC/SAO/J. Schmidt)
據美國宇航局（貝絲·里奇韋）：1895年 ， 威廉·倫琴發現了X射線，并用它對他妻子手中的骨頭進行成像，開創了一項革命性的醫學診斷工具 。現在，美國宇航局的兩臺X射線太空望遠鏡結合了它們的成像能力，揭示了太空中一個非凡的手形結構的磁場“骨骼” ?？傊?，這些望遠鏡揭示了一個死亡的塌縮恒星的行為，它通過充滿能量的物質和反物質的粒子流存活 。
大約1500年前，我們銀河系中的一顆巨星耗盡了可以燃燒的核燃料 。當這種情況發生時，恒星塌縮并形成了一個密度極高的物體，稱為中子星 。
具有強磁場的旋轉中子星或脈沖星為極端物理提供了實驗室 ， 其條件在地球上無法復制 。年輕的脈沖星可以產生遠離脈沖星兩極的物質和反物質噴流，伴隨著強烈的風，形成“脈沖星風星云” 。
2001年，美國宇航局的錢德拉X射線天文臺首次觀測到脈沖星PSR B1509-58，并揭示了它的脈沖星風星云(被稱為MSH 15-52)酷似人手 。脈沖星位于星云“手掌”的底部 。MSH 15-52距離地球16000光年 。
現在 ， 美國宇航局最新的X射線望遠鏡，成像X射線偏振探測器(IXPE) ， 已經對MSH 15-52進行了大約17天的觀察，這是自2021年12月發射以來，它對任何單一物體進行觀察的最長時間 。
“IXPE數據給了我們第一張‘手’的磁場圖，”領導這項研究的加州斯坦福大學的羅杰·羅馬尼說 ?！爱a生X射線的帶電粒子沿著磁場移動 ， 決定了星云的基本形狀，就像人手里的骨頭一樣 。”
IXPE提供關于X射線電場方向的信息，由X射線源的磁場決定 。這被稱為X射線偏振 。在MSH 15-52的大部分地區，極化程度非常高，達到了理論工作預期的最高水平 。為了達到這種強度，磁場必須非常直和均勻 ， 這意味著在脈沖星風星云的這些區域幾乎沒有湍流 。
“我們都很熟悉X射線作為人類診斷醫療工具，”合著者約瑟芬·王說，她也來自斯坦福大學 ?！霸谶@里，我們以不同的方式使用X射線 ， 但它們再次揭示了我們隱藏的信息 ?！?br>MSH 15-52一個特別有趣的特征是明亮的X射線噴流從脈沖星指向圖像底部的“手腕” 。新的IXPE數據顯示 ， 噴流開始時的極化較低，可能是因為這是一個湍流區域，具有與高能粒子產生相關的復雜、糾結的磁場 。在噴流結束時 ， 磁力線變直，變得更加均勻，導致極化變得更大 。
這些結果意味著，粒子在手掌底部脈沖星附近的復雜湍流區域被賦予了能量 ， 并流向手腕、手指和拇指上磁場均勻的區域 。
“我們已經揭示了脈沖星周圍超高能物質和反物質粒子的生活史，”合著者Niccolò Di Lalla說，他也來自斯坦福大學 。"這讓我們了解了脈沖星是如何充當粒子加速器的."
IXPE還探測到船帆座和蟹狀星云的類似磁??，这意味着它酶`謖廡┨焯逯鋅贍芫說爻＜?。
這些結果發表在《天體物理學雜志》的一篇新論文上 。