[圖文]蟹狀星雲超新星釋放出強大的耀斑 | 陽光歷史

 

A-A+

[圖文]蟹狀星雲超新星釋放出強大的耀斑

2015年09月01日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 233 次


蟹狀星雲,一顆已爆炸恆星的殘骸體,4月份所釋放的耀斑強度是此前觀測峰值的5倍




  左:4月12日前蟹狀星雲未爆發耀斑前的正常狀態;右:蟹狀星雲耀斑噴射能量是該星雲正常伽馬射線噴射能量的30倍




  蟹狀星雲全天伽馬射線圖,自2009年以來,已探測到多次超過1億電子伏的短暫伽馬射線爆


  近期,一處遙遠星群中的已爆炸恆星的殘骸噴射出巨大的耀斑,令天文學家迷惑不解。


  4月份,著名的蟹狀星雲超新星(首次觀測於1731年),釋放出強大的耀斑,其強度是此前觀測峰值的5倍。4月12日,美國宇航局費爾米伽馬射線太空望遠鏡首次探測到這一耀斑噴發,該現象持續了6天。


  蟹狀星雲是一顆已爆炸恆星的殘骸體,該星雲位於金牛座星雲,距離地球6500光年。在膨脹氣體雲心臟區域存在著該原始恆星的內核——一顆以每秒30圈速度高速旋轉的超密度中子星。


  伴隨著每次旋轉,該恆星噴射強放射波徑向地球,形成旋轉中子星(也叫做脈衝星)所具備的脈衝噴射。除這些脈衝之外,天體物理學家認為蟹狀星雲事實上是高能量放射的恆定來源。


  但在今年1月份,科學家與多個軌道觀測器(其中包括:美國宇航局費爾米探測器、雨燕和羅西X射線定時探測器)觀測發現蟹狀星雲X射線噴射物中出現持續性亮度變化。


  卡弗裡粒子天體物理學和宇宙學協會費爾米廣域望遠鏡(LAT)研究小組成員羅爾夫-標樂說:「蟹狀星雲存在高能量變化性,目前我們能進行完全肯定。」自2009年,費爾米和義大利航天局AGILE衛星已探測到蟹狀星雲多次短暫的高能量伽馬射線耀斑,其能量高達1億電子伏以上,是當前觀測蟹狀星雲X射線噴射能量的數百倍。相比之下,可見光的能量僅在2-3電子伏。


  4月12日,費爾米廣域望遠鏡和AGILE衛星探測到蟹狀星雲一處耀斑噴射能量是該星雲正常伽馬射線噴射能量的30倍,同時比此前峰值噴射量強5倍。


  4月16日,又觀測到一處更明亮的耀斑噴發,但在幾天之內,該不同尋常的活動性逐漸衰減。美國宇航局戈達德太空飛行中心的愛麗絲-哈丁說:「這個超級耀斑是我們迄今觀測到最強烈的噴發,同時它也是完全令人迷惑不解的天文現象。我們認為該現象可能是由於距離中子星不遠的磁場突然重新排列所導致的,但是其精確的形成原因仍是一個謎團。」


  蟹狀星雲高能量噴射被認為是中子星快速旋轉所導致的物理現象,理論學家通常認可耀斑應當出現在距離中子星三分之一光年範圍內,但到目前為止尚未成功更精確地證實其出現範圍。


  自2010年9月份,美國宇航局錢德拉X射線天文台持續性地對蟹狀星雲噴射的可識別X射線進行監控分析,當時費爾米望遠鏡科學家警告天文學家可能會出現新的耀斑現象。美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的馬汀-威斯考普夫和艾琳-坦南特使用錢德拉望遠鏡進行了一系列的預先性觀測準備。


  威斯考普夫稱,非常感謝費爾米望遠鏡之前的提示,我們能夠幸運地按計畫真實地觀測到最明亮的伽馬射線爆。儘管錢德拉望遠鏡分辨率非常高,我們並未探測到蟹狀星雲X射線結構和周邊環繞脈衝星存在著明顯變化。


  科學家認為靠近脈衝星的強磁場發生的耀斑經歷了突然的重組變化,像這樣的變化可加速電子等微粒至光速速度,當高速電子與磁場發生交互作用,就噴射出伽馬射線。對於觀測到的伽馬射線的解釋,科學家稱該電子必須是地球上任何粒子加速器的100多倍。


  基於4月份耀斑噴發伽馬射線的爆發和衰減過程勘測,科學家評估該噴射區域相當於太陽系大小。


標籤:



給我留言