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“慧眼”最近又看见了啥?

2019年10月27日13:32  来源:科技日报

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对流行的千赫兹

QPO模型提出挑战

“慧眼”卫星在中子星X射线双星系统中发现了最高能量的千赫兹准周期振荡(QPO),对广为认可的千赫兹QPO起源模型提出了严峻挑战。

天蝎座X-1(Sco X-1)是人类发现的第一个宇宙X射线天体,也是除太阳外天空中最亮的X射线源。

上个世纪末的观测发现,Sco X-1存在中心频率在千赫兹附近的QPO现象。虽然经过了20多年的观测和研究,其起源仍无定论,最流行的模型认为这对应于围绕中子星高速旋转的物质盘(吸积盘)内边缘的不稳定性,中心频率与旋转频率相当。

慧眼卫星首次在20 keV以上的能区观测到Sco X-1的千赫兹QPO,由于吸积盘的辐射以热辐射为主,光子能量难以到达这么高的能量,慧眼的观测结果对流行的千赫兹QPO模型提出了严峻的挑战。

首次验证关于光的

辐射压导致

吸积盘结构突变的理论

Swift J0243.6+6124是银河系内发现的第一个超亮X射线源。其光度极高,导致大部分望远镜被“亮瞎眼”,无法展开观测。

“‘慧眼’对其进行了国际上最为全面的观测,使我们能系统地研究其时变和能谱的演化。我们发现在特定X射线光度时,X射线脉冲轮廓(亮度的周期性变化曲线)两次发生突变,这是天文学家首次在中子星X射线双星系统中观测到脉冲轮廓随着光度增加相继突变两次的现象。”卢方军介绍。

“慧眼”的观测结果表明,脉冲轮廓在低光度时的突变,是由于吸积物质在中子星表面上的分布形状变化引起的:当光度较低时,吸积物质像土丘一样;而光度较高时,由于辐射压的影响,会形成吸积柱,导致脉冲轮廓变化。当光度进一步升高,吸积盘由气压主导变为光的辐射压主导,并从一个薄盘膨胀为厚盘,导致了功率谱的变化。

这一观测首次验证了半个多世纪前提出的吸积理论。但是,脉冲轮廓为何两次突变,仍然是一个谜。

文章关键词:慧眼 X射线双星 责编:李静
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