天文学家首次测量并绘制超新星爆炸残骸的偏振X射线 - {$web_name} IXPE于2021年12月9日发射

天文学家首次测量并绘制超新星爆炸残骸的偏振X射线
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：经由运用NASA的成像X射线偏振探测仪(IXPE)，天文学家们首次测量并绘制了来自一颗爆炸恒星残骸的偏振X射线。这些察觉来自于对仙后座A的观测。仙后座A是一颗著名的恒星残骸。这些结局为年轻的超新星残骸的性质提供了新的启示，据悉，行业报告解读这些残骸将粒子加速到接近光的研究速度。
IXPE于2021年12月9日发射，由NASA和意大利航天局兴办，是第一个能以这种敏感度和清晰度测量X射线光偏振的卫星。它旨在察觉宇宙中一些最极端天体的秘密--超新星爆炸的残余物、由进食黑洞吐出的强大粒子流等。
所有形式的光--从无线电波到伽马射线--都可以被偏振。跟我们用来缩减阳光从潮湿的道路或挡风玻璃上反弹的眩光的偏光太阳镜各异，IXPE的探测器绘制了进入的X射线光的轨迹。科学家们可以运用这些单独的轨迹记录来计算出偏振，这就说明了X射线所历程的历程。
仙后座A（简称Cas A）是IXPE着手收集资料后观察到的第一个天体。仙后座A被选中的揭秘今日热搜速递缘由之一是它的冲击波--就像喷射器形成的音爆--是银河系中最快的一些。冲击波是由超新星爆炸形成，超新星爆炸摧毁了一颗巨大的恒星后，它坍塌了。爆炸形成的光线在三百多年前掠过地球。
哈佛大学和史密森学会天体物理学中心的Pat Slane说道：“假如没有IXPE，我们一直在错过有关Cas A这样的天体的核心信息，他领导着IXPE对超新星遗迹的调研。这个结局让我们知晓到这个爆炸恒星的碎片的一个基础方面--其磁场的行为。”
磁场是武汉的刚刚，星光不问赶路人不可见的，它对质子和电子等移动的带电粒子开展推拉。在家里，它们负责使磁铁粘在厨房的冰箱上。在极端条件下，如一颗爆炸的恒星，磁场可以将这些粒子提升到接近光速。
尽管它们的速度超快，但被Cas A中的冲击波卷起的粒子并没有飞离超新星残骸，这是有些成长，孤独时刻由于它们被冲击波后的磁场所困住。这些粒子被迫绕着磁场线旋转，电子发出一种强烈的光，称为“同步辐射”，它是偏振的。
经由探究这种光的偏振，科学家可以在相当小的尺度上“反向设计”Cas A内部发生的事情--这些详情以其他方式很难或不或许观察到。偏振的角度告诉我们这些磁场的方向。假如靠近冲击前沿的磁场相当纠结，那么来自各异磁场方向的区域的混乱的混合辐射将发出较小的偏振量。
过去用射电望远镜对Cas A的探究表明，射电同步辐射是在差不多全部超新星遗迹的区域形成。天文学家察觉，只有些许的无线电波被极化--约5%。他们还确定，磁场的方向是径向的，就像车轮的辐条，从残余物的中心附近向边缘研究。
另一方面，来自NASA钱德拉X射线天文台的资料显示，X射线同步辐射首要来自沿冲击的稀薄区域，靠近残余物的圆形外缘，在那里磁场被预测为与冲击对齐。钱德拉和IXPE使用各异种类的探测器，具有各异的角度分辨率或清晰度。1999年发射的钱德拉的第一张科学图像也是Cas A的。
相反，IXPE的资料显示，X射线中的磁场倾向于在径向方向上排列，乃至相当接近冲击前沿。X射线还显示出比无线电观测所显示的偏振量要低，这表明X射线来自于混合了许多各异磁场方向的湍流区。
来自阿姆斯特丹大学的Jacco Vink博士是刻画Cas A的IXPE结局的论文的第一作者，他说道：“这些IXPE结局跟我们的预期各异，但身为科学家，我们喜欢惊喜。事实上，较小比例的X射线是偏振的，这是Cas A的一个相当有趣的--并且过去没有察觉的--特性。”
有关Cas A的IXPE结局正吊起人们的胃口，对当下正开展的超新星残余物的更多观测。科学家们期盼每一个新观测对象都能揭示新的答案--并提出更多的难题--有关这些为宇宙注入核心元素的重大天体。
意大利全国天体物理探究所/罗马空间天体物理学和行星学探究所的Riccardo Ferrazzoli博士说道：“这项探究体现了IXPE给天体物理学带来的所有新东西。我们不只首次获得了这些来源的X射线偏振特性的信息，并且我们还得知这些偏振特性在超新星的各异区域是如何转变的。身为IXPE观测促销的第一个目标，Cas A提供了一个天体物理学的‘评测室’来评测团队近年来开发的所有技术和确认工具。”
探究论文共同作者、阿姆斯特丹大学的Dmitry Prokhorov强调：“这些结局为将电子加速到令人难以置信的高能量所需的生态提供了一个独特的视角。我们只是在这个侦探历程的着手，但到当下为止，IXPE的资料正为我们提供新的线索来开展追踪。”