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来自脉冲星的巨大无线电脉冲的能量比以前认为的高数百倍

一项全球科学合作使用国际空间站上NASA的中子星内部成分浏览器(NICER)望远镜的数据,发现了伴随蟹状星云脉冲星的无线电脉冲产生的X射线激增。研究结果表明,这些被称为巨型无线电脉冲的突发释放出的能量比以前怀疑的要多得多。

脉冲星是一种快速旋转的中子星,是一颗破碎的,城市大小的恒星,其核心爆炸成超新星。一颗年轻的,独立的中子星每秒可以旋转数十次,其旋转的磁场为无线电波,可见光,X射线和伽马射线提供能量。如果这些光束扫过地球,天文学家会观察到像时钟一样的发射脉冲并将该物体归类为脉冲星。

RIKEN的首席科学家Teruaki Enoto说:“在分类的2,800多个脉冲星中,蟹状脉冲星是少数发射巨大无线电脉冲的信号之一,这些无线电脉冲偶发地发生,并且比常规脉冲的亮度高数百到数千倍。”Sa玉县和光市创业研究小组。“经过数十年的观察,只有螃蟹被证明可以通过频谱其他部分的发射来增强其巨大的无线电脉冲。”

这项新的研究将发表在4月9日的《科学》杂志上,现在可以在线获得。该研究分析了从脉冲星收集到的最大数量的同时X射线和无线电数据。它将与这种增强现象相关的观察到的能量范围扩展了数千倍。

蟹状星云及其脉冲星位于金牛座约6,500光年,是由一颗超新星形成的,该超新星的光于1054年7月到达地球。中子星每秒旋转30次,在X射线和射电波长处,它是其中之一。天空中最亮的脉冲星。

在2017年8月至2019年8月之间,Enoto及其同事使用NICER在X射线中反复观察了蟹形脉冲星,其能量高达10,000电子伏特,是可见光的数千倍。在NICER观看的同时,研究小组还使用的两个地面射电望远镜中的至少一个对物体进行了研究-鹿岛太空技术中心的34米天线和航空航天局的Usuda Deep的64米天线。航天中心的工作频率均为2 GHz。

他组合的数据集有效地为研究人员提供了将近一天半的X射线和无线电同时覆盖范围。总而言之,他们捕获了370万个脉冲星自转的活动,并捕获了约26,000个巨大的无线电脉冲。

巨大的脉冲迅速爆发,以百分之一秒的秒数激增,并且意外地发生。但是,当它们发生时,它们与常规的发条脉动一致。

NICER将其检测到的每个X射线的到达时间记录在100纳秒内,但是望远镜的定时精度并不是这项研究的唯一优势。

“ NICER观测明亮的X射线源的能力几乎是脉冲星及其星云的总和的四倍,”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的项目负责人Zaven Arzoumanian说。“因此,这些观察结果在很大程度上不受堆积的影响-探测器将两个或更多的X射线视为单个事件-以及其他使早期分析变得复杂的问题。”

Enoto的团队将所有X射线数据与巨大的无线电脉冲相结合,揭示出与它们同步发生的约4%的X射线增强。这与2003年发现的与这种现象相关的可见光上升3%非常相似。与蟹的规则脉冲和巨型脉冲之间的亮度差异相比,这些变化非常小,为理论模型的解释提出了挑战。

这些增强表明,巨脉冲是潜在过程的体现,这些过程会产生从电磁波到无线电波到X射线的电磁波。而且,由于X射线会产生无数次无线电波冲击,因此,即使是适度的增加也代表了巨大的能量贡献。研究人员得出的结论是,与一个大脉冲相关的总发射能量比以前仅从无线电和光学数据估计的能量高几十到几百倍。

Enoto说:“我们仍然不了解脉冲星如何或在何处产生其复杂而广泛的发射,令人高兴的是又为这些引人入胜的物体的多波长难题做出了贡献。”

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