科学家观察到解释不了的事情 “宇宙灯塔”发出极端高能伽马射线

2023-10-09

多国科学家参与的国际团队,观测到船帆座脉冲星发出的高能伽马射线,能量高达20万亿电子伏特(TeV)。科学家认为,如此高能量的脉冲星伽马射线很难用现有理论解释。

据德国电子同步回旋加速器研究中心日前发布的公报,脉冲星是快速旋转的中子星,是巨大恒星爆发死亡留下的残骸,是宇宙中密度最高的天体之一,拥有极强磁场。脉冲星的磁极会发射电磁辐射束,随脉冲星旋转,如灯塔光柱周期性扫过宇宙。脉冲星因此被称“宇宙灯塔”。

本次观测的脉冲星位于船帆座内,每秒旋转约11次。此前观测到它发出的无线电波和10亿电子伏特(GeV)能级伽马射线等波段的辐射。但在数十亿电子伏特以上能级范围内,它的辐射突然结束,可能因为电子到达脉冲星磁层末端并逃离。

科学家利用位于纳米比亚的高能立体望远镜系统,深入观察船帆座脉冲星,发现一种能量高达数十万亿电子伏特的新辐射形态,这种高能辐射与在10亿电子伏特能级观测到的辐射有相同的相位间隔。以现有理论来看,为了获得这些能量,电子必须比脉冲星磁层移动更远,但需要保持一致的旋转发射模式。

参与该研究的法国天体粒子与宇宙学实验室科学家德詹纳提-阿泰说,这项结果挑战了我们之前对脉冲星的认知,也许我们正在见证粒子通过所谓磁重联过程加速到光柱之外,但它仍以某种方式保留了旋转模式,可即使是这种情况也很难解释这种极端辐射是如何产生的。

相关论文已在线发表在英国《自然·天文学》杂志上。