x射线揭示450岁的第谷超新星如何成为一个巨大的宇宙粒子加速器 - {$web_name} 太空中巨大的紫色爆炸

太空中巨大的紫色爆炸。运用美国宇航局成像X射线偏振探测器(IXPE)的资料，海外探究人员察觉了有关第谷超新星遗迹的新信息，这是仙后座中的一颗爆炸恒星，其发出的光于1572年首次在地球上目睹。(Image credit: X-ray (IXPE: NASA/ASI/MSFC/INAF/R. Ferrazzoli,兰州的清晨，生活不会辜负认真的人 et al.), (Chandra: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al.) Optical: DSS Image processing: NASA/CXC/SAO/K. Arcand, L.Frattare & N.Wolk)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（By Sharmila Kuthunur）：导致具有历史价值的第谷超新星的白矮星在一次剧烈的爆炸中死亡，但它的遗产就像一个蓬松的粉红色棉花球。
2月28日亮相的新近图像(在新标签中开启)显示了第谷超新星遗迹(第谷的超新星或第谷),它是一个粉红色的霓虹云，周围有一条细细的红线。在新的探究中，天文学家过去所未有的详情绘制了冲击波附近磁场的几何形状，他们说带电粒子在身为宇宙射线研究并最后降落在地球上之前，郑州城市生活消息在这里被加速到光速。
这一过程的第一个直接证据可以追溯到2011年，当时钱德拉X射线天文台在第谷的外缘捕捉到了X射线条纹的图案。当时，天文学家说，条纹是磁场纠缠的地方，所以捕获了电子，然后电子在磁场中螺旋上升到更高的能量，并发射出X射线。
所以，尽管天文学家早就得知超新星遗迹会迅速将带电粒子加速到极高的全面网红话题解读能量，但他们如何加速的详情却知之甚少。
如今，探究人员在第谷探究了一些相当受激的电子，它们在那里被加速到光速，第谷的爆炸释放的能量相当于太阳在100亿年内释放的能量。探究人员强调，新近的察觉使他们更接近知晓像第谷这样的超新星遗迹是如何变成巨型宇宙粒子加速器的。
哈佛-史密森天体物理中心的高级天体物理学家、新近探究的合著者帕特里克·斯莱恩(Patrick Slane)在一份告示中说，这个过程“关乎有序和混沌之间的微妙舞蹈”。
Slane的深度肖战榜单团队使用了美国宇航局成像X射线偏振探测器(IXPE)空间天文台的资料。依据这项探究，IXPE上的三台一样的X射线望远镜在2022年探究了第谷两次:从6月底到7月初，以及从12月21日到25日。
依据收集到的资料，探究小组能够探究第谷边缘附近高能电子高效穿过磁场时形成的X射线。探究人员阐释说，红色边缘——第谷将粒子加速到光速的地方——相当薄，由于辐射X射线的电子不久就会失去能量。所以，当它们从这个边缘移动任何显著的距离时，“它们已然失去了太多的能量，以至于它们不再形成X射线，”Slane在一封电子邮件中告诉Space.com。
他补充说，在IXPE资料进来之前，Slane和他的团队不确定他们会察觉什么。以便最后绘制出磁场的几何形状，该团队正寻找显示X射线辐射极化程度的通讯。
但是，这种通讯对磁场的混乱程度很敏感:当这些磁场中的湍流程度较高时，辐射的方向性和强度都较低，这意味着IXPE无法强烈地测试到偏振通讯。该小组的模拟之前已然表明，他们期盼测试的通讯或许太小，这意味着磁场相当混乱。
“这很重大，”Slane在一封电子邮件中告诉Space.com，“但说‘我什么也没看见，这真的很重大！’有点令人失望！”"
当IXPE资料的确进来时，该团队察觉磁场肯定是混乱的——它们有很高的湍流，“但没有高到我们无法测试到极化，”他补充道。
所以，他们测量了X射线的偏振，察觉在残骸的中心有9%的偏振，在边缘有更高的12%。探究人员说，这是一个比团队先前的目标仙后座A更高的极化测量，这表明第谷的磁场更为有序。
“这些观察是有史以来第一次真正探索这些宇宙粒子加速器中最高能电子发射的极化，”Slane在一封电子邮件中告诉Space.com。
一旦他们得知了极化的角度或程度，Slane的团队就能够绘制出磁场的几何形状，他们目睹磁场向外延伸，或者说是径向的。
探究人员已然从过去的无线电观测中知晓到这一点，所以这一察觉并不完全出人意料。他们说，IXPE空间天文台合作他们绘制了比过去更详尽的视场图，尺度小于1秒差距——3.26光年或19万亿英里(31万亿公里)。
他们知晓到，以便让第谷将带电粒子加速到接近光速，“需要强大而湍流的磁场，”Slane在同一份告示中说，“但IXPE向我们展示了大规模的均匀性，或相干性，也含有在内，一直延伸到加速发生的地方。”
使用这些资料，探究小组察觉径向结构一直维持完整，直到加速点，这是他们过去不得知的。他们说，这一见解将揭示第谷如何将带电粒子加速到比地球上最强大的粒子加速器至少高一百倍的能量。
这项探究发表在新近一期的《天体物理学杂志》上。