一颗脉冲星表面磁场16亿T,刷新宇宙最强磁场“直接测量”记录

距离地球约22,000光年处,一颗不同于其他恒星的脉冲星正在咆哮,其表面磁场强度远远超过天文学家见过的任何事物,高达16亿T。

作为比较,一个吸在冰箱上的磁铁表面磁力约0.001T,图片医学使用的磁共振成像(MRI)机器强度约3T,2018年时,日本东京大学团队因成功制造出可控的1,200T人造磁场而赢得赞誉,虽然过程仅维持100微秒。

因此,在联星系统中表面磁场强度高达1,600,000,000T的Swift J0243.66124脉冲星,确实够格让天文物理学家们兴奋,只有将巨大质量塞进极小体积内并以令人难以置信的速度旋转,才有可能足以将电子加速至荒谬速度以实现惊人磁场。

Swift J0243.66124是银河系中唯一1个X射线脉冲星,带有一颗Be型伴星,有些远程离物体的磁场虽然强大,但只要间隔数千光年距离就检测不到,因磁场减弱也很快。所幸科学家可通过电子回旋共振散射特征寻找线索,中国于2017年发射的硬X射线调制望远镜(Insight-HXMT,又称“慧眼”)便能提供此方法,包括Swift J0243.66124的X射线光谱中也隐藏着回旋共振散射特征。

来自中国科学院、中国中山大学与德国图宾根大学的科学家们进一步分析该特征,发现Swift J0243.66124电子能量高达146keV,对应为表面磁场达16亿T,是迄今为止在宇宙中“直接测量”到的最强磁场。

2年前,Insight-HXMT团队在X射线联星系统GRO J1008-57中检测到脉冲星的90keV回旋加速吸收线,表面磁场对应相当于10亿T,创下当时直接测量宇宙最强磁场的世界记录。后来,Insight-HXMT又在1A 0535262中子星上记录到电子最高能量约100 keV。

当然,脉冲星并非宇宙中拥有最强磁场的天体,这项荣誉要归于称为磁星的另一种中子星,其表面磁场强度可达1,000亿T。

新论文发布在《天文物理期刊通信》(Astrophysical Journal Letters)。

(首图为示意图,来源:AAS NOVA)