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“慧眼”最近又看見了啥?

2019年10月27日13:32  來源:科技日報

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對流行的千赫茲

QPO模型提出挑戰

“慧眼”衛星在中子星X射線雙星系統中發現了最高能量的千赫茲準周期振蕩(QPO),對廣為認可的千赫茲QPO起源模型提出了嚴峻挑戰。

天蝎座X-1(Sco X-1)是人類發現的第一個宇宙X射線天體,也是除太陽外天空中最亮的X射線源。

上個世紀末的觀測發現,Sco X-1存在中心頻率在千赫茲附近的QPO現象。雖然經過了20多年的觀測和研究,其起源仍無定論,最流行的模型認為這對應于圍繞中子星高速旋轉的物質盤(吸積盤)內邊緣的不穩定性,中心頻率與旋轉頻率相當。

慧眼衛星首次在20 keV以上的能區觀測到Sco X-1的千赫茲QPO,由于吸積盤的輻射以熱輻射為主,光子能量難以到達這么高的能量,慧眼的觀測結果對流行的千赫茲QPO模型提出了嚴峻的挑戰。

首次驗證關于光的

輻射壓導致

吸積盤結構突變的理論

Swift J0243.6+6124是銀河系內發現的第一個超亮X射線源。其光度極高,導致大部分望遠鏡被“亮瞎眼”,無法展開觀測。

“‘慧眼’對其進行了國際上最為全面的觀測,使我們能系統地研究其時變和能譜的演化。我們發現在特定X射線光度時,X射線脈沖輪廓(亮度的周期性變化曲線)兩次發生突變,這是天文學家首次在中子星X射線雙星系統中觀測到脈沖輪廓隨著光度增加相繼突變兩次的現象。”盧方軍介紹。

“慧眼”的觀測結果表明,脈沖輪廓在低光度時的突變,是由于吸積物質在中子星表面上的分布形狀變化引起的:當光度較低時,吸積物質像土丘一樣;而光度較高時,由于輻射壓的影響,會形成吸積柱,導致脈沖輪廓變化。當光度進一步升高,吸積盤由氣壓主導變為光的輻射壓主導,并從一個薄盤膨脹為厚盤,導致了功率譜的變化。

這一觀測首次驗證了半個多世紀前提出的吸積理論。但是,脈沖輪廓為何兩次突變,仍然是一個謎。

文章關鍵詞:慧眼 X射線雙星 責編:李靜
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