高精度夹杂波段探伤仪立大功!匡助科学家们领略脉冲星的能源之谜

(图解:脉冲星系统PSR J1023+0038。由中心的脉冲星和周围的吸积盘组成。图源:Marco Maria Messa,米兰大学/意大利国度航空航天扣问所;玛丽亚·克里斯蒂娜·巴格里奥,INAF-OAB。)
天体裁家们发现,高速旋转的中子星,也即是脉冲星,所辐照出的射线受到其深广的粒子风的影响,而与它从伴星上剥离下来的物资无关。

天体裁家们所扣问的是PSR J1023+0038(J1023)脉冲星,它坐落于距地球4500光年以外的一个双星系统中。这个双星系统包含一颗“死星”,即一颗每秒自转600周的中子星,以及一颗小质料恒星,动作中子星的“补给”。
像J1023这么高速自转的脉冲星被归类为“毫秒脉冲星”,但由于它在活跃阶段和非活跃阶段之间会发生光显的转动,在活跃阶段这颗星星会进行捕食,并由它的南北极辐照出射线,是以它又属于一种相比荒凉的亚种——“过渡型毫秒脉冲星”。当今已知的此类脉冲星唯有三颗,因此J1023对天体裁家们来说亦然相称特等的扣问对象。

玛丽亚·克里斯蒂娜·巴格里奥是该团队的认真东说念主、国度天体物理扣问所(INAF)扣问员,她在一次发言中说:“传统的毫秒脉冲星就像一座天下执行室,它们大致匡助咱们领略双星系统中的中子星是怎样演化的。而对于J1023,由于它在活跃阶段和蛰伏态间的过渡态相称了了,它清楚得像一颗圭臬的脉冲星,辐照出可测的电磁波,是以显得愈加特等。”
中子星从它的伴星上剥离下来的物资并莫得径直落在这颗死星的名义,相背,它们在中子星周围造成了扁平的云,也即是“吸积盘”。吸积盘在中子星周围涡旋,冉冉被中子星领受,然后辐照出深广的射线,这些射线的波段散播在电磁波谱的各处。

因此,这个团队不错使用NASA的成像X射线偏振探伤器(IXPE)、位于智利北部的欧洲南边天文台(ESO)的甚大千里镜(VLT)和位于新墨西哥州的卡尔·G·扬斯基甚大阵列千里镜(VLA)来扣问J1023,初次在电磁波谱的X射线、光学和无线电波段对这个双星X射线源进行了造访。
Baglio指出:“在不雅测时,这颗脉冲星正处于一个低亮度的活跃阶段,其X射线的强度在快速地变化。”

(图解:快速旋转的中子星(脉冲星)。图源:Robert Lea (created with Canva)/NASA)
通过在电磁波谱的三个波段上扣问J1023,扣问小组得以详情来自这颗脉冲星的辐射的偏振。偏振是指光波传播时的振动地方。
值得防御的是,把柄IXPE的不雅测,来自J1023的X射线有12%是偏振化的。这是迄今终结所不雅测到双星系统的最高的极化进度。
而相对来说,在无线电波段和可见光波段的射线极化进度要低1%到2%。不外,对于可见光偏振最有兴致的小数是,它的地方与X射线偏振角交流,这标明可见光和X射线的偏振背后有着共同的机制。

这一发现说明了一个早期的表面,该表面合计东说念主们所不雅测到的同样J1023这么的双星系统的脉冲星辐射,是在高能带电粒子流造成的“脉冲星风”吹过死恒星,撞击其周围吸积盘中的物资时所产生的。
最终,获利于IXPE的高精准度,这项扣问匡助科学家们领略脉冲星以什么为驱能源。

Alessandro Di Marco是该团队成员,亦然INAF扣问员,他说:“由于X射线流的强度很低,这项不雅测任务相称具有挑战性,但恰是IXPE的精准性让咱们得以放心地一次性从可见光探伤到X射线偏振。对于诈欺多波段偏振不雅测仪考据表面场景这种绝妙的重要,此次扣问极具代表性。”
该团队的扣问于2025年7月1日发表在《天体物理学杂志快报》上。
BY:Robert Lea
FY:Stella Zhang(张姝铃)