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天文学家识别出死亡恒星的磁“指纹”

中国公众科技网 2007-03-27

　　近30多年来，中子星是热门的探测研究对象，但它们的确切性质仍是个谜。利用欧洲空间局的“XMM-Newton”X射线观测台，一个欧洲的天文学家小组头一次直接测定出一颗这种奇怪恒星‘尸体’周围的磁场。借助中子星发射X射线的磁化效应，可以揭示中子星行为和结构的一些重要情节。

图1 　这幅像中央的黄色天体是中子星1E 1207.4-5209。它是约50颗已知发射X射线的中子星之一，年龄轻（仅几十万年）。它位于半人马星座一个超新星遗迹的中央，离地球约7000光年。

　　直到最近，天文学家只能使用间接方法来估计中子星的磁场强度，例如，用引力坍缩和脉冲星自转速率的射电观测的理论模型。大质量恒星演化晚期，发生‘超新星’爆发，抛出外部，留下坍缩的致密星核——中子星。中子星是自转快、有强磁场、主要由中子组成的、直径10到30公里的热星球。新生成的中子星发射从射电波到X射线及γ射线的高能辐射。

图2　欧洲空间局在1999年发射的“XMM-Newton”X射线观测台

　　使用“XMM-Newton”X射线观测台上的极灵敏成像仪，长时间观测了一颗孤立的年轻中子星1E 1207.4-5209，拍摄它的X射线像。在一次72小时的观测中，法国和意大利的天文学家发现，它的高分辨X射线谱有一组显著的、以前从来没有见到过的吸收线；而以前观测的很多孤立中子星的X射线谱几乎都是无特征的。他们认为，中子星磁场中的粒子截住一些外出的X射线，显示很明显谱“指纹”，可用以计算磁场强度。这些观测可以更好地了解中子星的‘物态方程’或下面的物理。然而，中子星的磁化比以前所有预料弱30倍，成为一个新的谜。他们推测，1E 1207.4-5209可能拖着一个绕转的碎屑盘，使它的自转减慢和它的电磁化作用减小。显然，这促使科学家修改中子星模型。这颗中子星是独特的，还是这类中子星的第一颗被知道的？需要观测更多的中子星来寻求答案。

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