脉冲星以破纪录的伽马射线让天文学家惊讶

艺术家对中间的船帆座脉冲星及其磁气圈的印象，磁气圈的星破线让学边缘由亮圈标出。向外行进的纪录惊讶蓝色轨迹代表加速粒子的路径。这些粒子通过与磁层中发射的天文红外光子(红色)碰撞，沿着旋转的脉冲马射螺旋臂产生伽马辐射。(图片来源:uux.cn/DESY科学传播实验室)
（神秘的星破线让学地球uux.cn）据美国太空网（莫尼莎·拉维塞蒂）：离你坐的地方近1000光年的地方有一颗旋转的、高度磁化的纪录惊讶中子星，它的天文密度非常大，一汤匙相当于珠穆朗玛峰的脉冲马射重量。这是星破线让学一个强烈的景象，至少可以说，纪录惊讶这就是天文为什么天文学家自然喜欢研究它。你可能已经听过它的脉冲马射名字:船帆座脉冲星。
周四(10月5日)，星破线让学科学家宣布，纪录惊讶来自纳米比亚高能立体系统(HESS)天文台的数据表明，这一宇宙奇迹变得更加不可思议。看起来船帆座释放了有史以来最高能量的脉冲星辐射。
具体来说，这个物体似乎已经吐出了伽马射线光子——这种光子与携带所有电磁频谱波中最大能量的波长相关——持有至少20万亿电子伏特(TeVs)，或20万亿电子伏特。(1电子伏特等于单个电子被1伏特的电加速后获得的能量。)
为了便于理解，法国天体粒子和宇宙学实验室的科学家、探索小组组长Arache Djannati-atai说，你需要大约200万个典型的太阳耀斑光子来制造一个20 TeV的光子。“与可见光相比，”djannati-atai告诉Space.com，“我们大概需要2x10^13可见光子。”
虽然船帆座是一颗非常“正常”的脉冲星，每秒自转11次，但研究人员解释说，它是天文学中的一个关键课题，因为它离我们非常近——从宇宙角度来说，就是这样。
"用我们的望远镜瞄准它几乎是强制性的！"
通常情况下，脉冲星发出的辐射能量低于数十亿电子伏特(GeV)，更不用说达到tev的极端水平了。(1千兆电子伏等于10亿电子伏)。
根据该团队的说法，即使Vela最初在辐射发射方面也表现出某种截止——事实上，即使一些理论预测表明Vela可以在TeV范围内发射，也没有人怀疑研究人员设法观察到的高达20 TeV的数字。
“我们一直在寻找较低能量的船帆座脉冲发射，”Djannati-atai说，“但探测到光子达到20 TeV真的是一个惊喜。”迄今为止，唯一一颗具有TeV级辐射的脉冲星是蟹状星云脉冲星，它距离地球超过6000光年，但即使是这颗脉冲星也只有大约1 TeV。
最后，在我们深入了解这一高能发现的含义之前，还有一个关于船帆座的有趣发现需要讨论。
冒着被简化的风险，研究小组发现船帆座的高能光子对应于以前未知的脉冲星光谱成分。脉冲星的“光谱”指的是代表该物体发出的所有不同光强度和能量的图表。(这不是脉冲星独有的。只要有光参与，科学家就可以研究大量的宇宙实体光谱。
因此，从本质上讲，在Vela的光谱中，研究小组注意到了一种急剧上升的模式，以及TeV排放和较低水平排放之间的明显差异。这意味着高能光子不可能是低能光子的延续，低能光子会不断增长，直到达到TeV状态。
“这与蟹状星云脉冲星形成了对比，”Djannati-atai说，那里的能谱是其GeV发射的延续。
我们可以用这些信息做什么？

NASA展示了一颗脉冲星，一颗快速旋转的中子星，它周期性地向地球发出辐射。(图片来源:uux.cn/美国宇航局戈达德太空飞行中心)
至于这对于天文学来说意味着什么，首先，它告诉了我们很多关于宇宙中最不可思议的事物之一。
Djannati-atai说:“在宇宙物体的动物园中，脉冲星是奇妙的。"它们是宇宙实验室，具有我们在地球上无法企及的难以置信的特性."
甚至脉冲星的起源故事也令人印象深刻。它们是曾经在超新星爆炸中死亡的恒星的残余、旋转的尸体，几乎完全由中子组成，它们发出的辐射束有时会扫过我们的太阳系。事实上，正是这些定期发生的扫描，让科学家们能够绘制出这些天体的光谱。
这种极端情况也是科学家研究脉冲星周围空间以测试一些主要物理概念的原因，djannati-ataϊ称它们为“宇宙实验室”最值得注意的是，专家们喜欢看看阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论是否适用于脉冲星，因为这些物体是宇宙中引力最强的物体之一——广义相对论是对引力本身的一种令人费解的解释。就我们所知，确实如此。
此外，Djannati-atai说，这些发现为我们理解脉冲星辐射源提供了严格的限制。目前，科学家们认为该来源是在脉冲星的磁层中产生并加速的快速移动的电子，这些电子随后向物体的外围移动。然而，这个模型并不能真正解释团队的观察结果；其他物质需要产生能量高达20 TeV的辐射。
虽然研究人员有一些想法，但他们打算通过未来的观察来完全解决这个难题。现在，我们可以享受这些结果如何正式为在恒星中工作的科学家开辟了一条新的道路。
正如Djannati-atai所说，“TeV脉冲星天文学诞生了！”
一项关于这些结果的研究发表在10月5日的《自然天文学》杂志上。