Insight-HXMT’nin ilk Galaktik ultra parlak X-ışını pulsar Swift J 0243.6+6124 için 146 keV civarında temel elektron siklotron absorpsiyon hattını keşfetmesi. Kredi: Resim IHEP tarafından
Insight-HXMT Evrendeki En Güçlü Manyetik Alan İçin Kendi Ölçüm Rekorunu Kırdı
Nötron yıldızları, evrendeki en güçlü manyetik alanları oluşturur. Bununla birlikte, yüzey manyetik alanlarını doğrudan ölçmemizin tek yolu, X-ışını enerji spektrumlarındaki siklotron absorpsiyon çizgilerini gözlemlemektir. Son zamanlarda, Insight-HXMT ekibi nötron yıldızı X-ışını ikili Swift J0243.6+6124’te 146 keV enerjiye sahip bir siklotron absorpsiyon hattı keşfetti, bu da 1,6 milyar Tesla’dan fazla bir yüzey manyetik alanına dönüşüyor.
2020’de yaklaşık 1 milyar Tesla ile evrendeki en güçlü manyetik alanın doğrudan ölçülmesinden sonra, en yüksek enerjili siklotron soğurma çizgisi için dünya rekorları ve evrendeki en güçlü manyetik alanın doğrudan ölçümü büyük bir farkla kırıldı.
28 Haziran 2022’de yayınlanan bulgular, Astrofizik Dergi Mektupları (ApJL), Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsünde (IHEP) Parçacık Astrofiziği Anahtar Laboratuvarı ve Tübingen Üniversitesi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Kepler Astro ve Parçacık Fiziği Merkezi tarafından ortaklaşa elde edildi ( IAAT). IHEP’ten Dr. Lingda Kong, Profesör Shu Zhang ve Profesör Shuangnan Zhang, makalenin ilgili yazarlarıdır. Tübingen Üniversitesi’nden Dr. Victor Doroshenko ve Profesör Andrea Santangelo, keşfe önemli katkılarda bulundu.
A nötron yıldızı X-ışını ikili sistemi, bir nötron yıldızı ve ona eşlik eden yıldızdan oluşur. Nötron yıldızının güçlü yerçekimi kuvveti altında, eşlik eden yıldızın gazı nötron yıldızına doğru düşerek bir yığılma diski oluşturur. bu plazma yığılma diskinde, güçlü X-ışını radyasyonunun serbest bırakıldığı nötron yıldızının yüzeyine manyetik çizgiler boyunca düşecektir. Nötron yıldızının dönüşüyle birlikte, bu tür emisyonlar periyodik X-ışını darbe sinyallerine neden olur, bu nedenle “X-ışını birikimi” adı verilir. pulsar” bu nesneler için.
Birçok gözlem, bu tür nesnelerin X-ışını radyasyon spektrumlarında, yani siklotron absorpsiyon çizgilerinde, rezonans saçılımından ve dolayısıyla X-ışınlarının güçlü manyetik alanlar boyunca hareket eden elektronlar tarafından absorpsiyonundan kaynaklandığı düşünülen absorpsiyon yapılarına sahip olduğunu ortaya koymuştur. Soğurma yapısının enerjisi, bir nötron yıldızının yüzey manyetik alanının gücüne karşılık gelir; bu nedenle, bu fenomen, nötron yıldızının yüzeyine yakın manyetik alanın gücünü doğrudan ölçmek için kullanılabilir.
Insight-HXMT’nin ilk Galaktik ultra parlak X-ışını pulsar Swift J 0243.6+6124 için 146 keV civarında temel elektron siklotron absorpsiyon hattını keşfetmesi. Kredi: Resim IHEP tarafından
Ultra-ışınlı X-ışını pulsarları, X-ışını parlaklığı kanonik X-ışını toplayan pulsarlarınkinden çok daha fazla olan bir nesne sınıfıdır. Daha önce birkaç galakside keşfedilmişlerdi. Samanyolu. Gökbilimciler, doğrudan ölçüm kanıtı hala eksik olmasına rağmen, pulsarlarının yüksek manyetik alan gücüne sahip olduğunu tahmin ettiler.
Insight-HXMT, Samanyolu’nun ilk ultra parlak X-ışını pulsarı olan Swift J0243.6+6124’ün patlamasının ayrıntılı ve geniş bantlı gözlemlerini yaptı ve siklotron absorpsiyon hattını açık bir şekilde keşfetti. Bu çizgi, 1,6 milyar Tesla’dan fazla bir yüzey manyetik alanına karşılık gelen 146 keV’a kadar (standart sapmanın yaklaşık 10 katı algılama önemi ile) enerji ortaya çıkardı. Bu, yalnızca bugüne kadar evrende doğrudan ölçülen en güçlü manyetik alan değil, aynı zamanda ultra parlak bir X-ışını kaynağında bir elektron siklotron absorpsiyon çizgisinin ilk tespitidir ve böylece nötron yıldızının yüzey manyetik alanının doğrudan ölçümünü sağlar.
Nötron yıldızlarının yüzey manyetik alanlarının, nötron yıldızından çok uzaktaki dipol alanlarından sadece nötron yıldızına yakın alanı etkileyen çok kutuplu alanlara kadar değişen karmaşık yapılara sahip olduğuna inanılmaktadır. Bununla birlikte, nötron yıldızlarının manyetik alanlarının daha önceki dolaylı tahminlerinin çoğu, yalnızca dipol alanlarını araştırmıştır.
Bu sefer, Insight-HXMT tarafından siklotron absorpsiyon çizgisine dayalı doğrudan manyetik alan ölçümü, dolaylı yollarla tahmin edilenden yaklaşık olarak daha büyük bir büyüklük mertebesindedir. Bu, bir nötron yıldızının manyetik alan yapısının geleneksel simetrik dipol alanınınkinden daha karmaşık olduğunun ilk somut kanıtı olarak hizmet eder ve ayrıca bir nötron yıldızının manyetik alanının simetrik olmayan bileşeninin ilk ölçümünü sağlar.
Referans: Ling-Da Kong, Shu Zhang, Shuang-Nan Zhang, Long Ji, Victor Doroshenko, Andrea tarafından “İlk Galaktik Ultra Aydınlık X-Işını Pulsar Swift J0243.6+6124’ten En Yüksek Enerjili CRSF’nin Insight-HXMT Keşfi” Santangelo, Yu-Peng Chen, Fang-Jun Lu, Ming-Yu Ge, Peng-Ju Wang, Lian Tao, Jin-Lu Qu, Ti-Pei Li, Cong-Zhan Liu, Jin-Yuan Liao, Zhi Chang, Jing- Qiang Peng ve Qing-Cang Shui, 28 Haziran 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac7711
Insight olarak da bilinen Sert X-ışını Modülasyon Teleskobu (HXMT), 15 Haziran 2017’de Jiuquan Uydu Fırlatma Merkezi’nden Uzun Yürüyüş 4B roketiyle fırlatılan bir Çin X-ışını gözlemevidir. Görev, geniş bir X-ışını enerjileri yelpazesinde yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlar.
Insight-HXMT, ilk Çin X-ışını astronomi uydusudur. Yüksek enerjili teleskop, orta enerjili teleskop, düşük enerjili teleskop ve uzay ortamı monitörü dahil olmak üzere bilimsel yükleri içerir. Insight-HXMT, geniş bant (1-250 keV) spektral kapsama alanı, yüksek enerjilerde geniş etkin alan, yüksek zaman çözünürlüğü, düşük ölü zaman ve parlak kaynaklar için yığılma etkisi olmaması açısından diğer X-ray uydularına göre avantajlara sahiptir, böylece kara delikler, sert X-ışını hızlı geçişleri olan nötron yıldızları ve enerji tayfı çalışmaları için yeni bir pencere açılıyor.
2020’de Insight-HXMT ekibi, X-ışını ikili sistemi GRO J1008-57’deki bir nötron yıldızından 1 milyar Tesla’lık bir yüzey manyetik alanına karşılık gelen 90 keV’lik bir siklotron absorpsiyon çizgisinin tespit edildiğini bildirdi ve bu da dünya rekoru kırdı. o sırada evrenin en güçlü manyetik alanının doğrudan ölçümü için. Daha sonra, Insight-HXMT tarafından 1A 0535+262’de başka bir nötron yıldızından alınan en yüksek enerjisi 100 keV civarında olan bir siklotron absorpsiyon çizgisi için yeni bir kayıt tespit edildi. Insight-HXMT, siklotron absorpsiyon hattı keşifleri için kendi rekorlarını kırarak enerji spektrumunu keşfetme konusundaki olağanüstü kapasitesini kanıtlamıştır.
Insight-HXMT, Profesör Tipei Li ve Profesör Mei wu tarafından 1993 yılında IHEP’te önerildi ve 15 Haziran 2017’de başarıyla fırlatıldı. Geliştirilmesi Çin Ulusal Uzay İdaresi ve CAS tarafından destekleniyor. IHEP, bu görev için uydu yüklerinden, yer bölümlerinden ve bilimsel araştırmalardan sorumluydu. Çin Uzay Teknolojisi Akademisi uydu sisteminden sorumluydu. Tsinghua Üniversitesi, yük ve yer bölümlerinin geliştirilmesine katıldı. Ulusal Uzay Bilimleri Merkezi ve Pekin Normal Üniversitesi de görevde yer aldı. Insight-HXMT’deki dedektörlerin kalibrasyonu, İtalya’daki Ferrara Üniversitesi Ulusal Metroloji Enstitüsü ve Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü tarafından desteklendi.