科学家探测到来自脉冲星的极高能伽马射线

科学家探测到来自脉冲星的极高能伽马射线科学家探测到来自脉冲星的极高能伽马射线，其能量高达20TeV，相当于可见光能量的10万亿倍。这一发现挑战了对脉冲星的传统认知。脉冲星是超新星爆发后留下的恒星残骸，几乎完全由中子构成，旋转极快，密度极高，一茶匙物质的质量就超过50亿吨。脉冲星会像宇宙灯塔那样发射旋转的电磁辐射束。如果辐射扫过太阳系，我们就会定期观察到辐射的闪光。Vela脉冲星此前观测到的伽马射线能量在GeV范围内，但利用位于纳米比亚的H.E.S.S.天文台，天文学家在TeV能量范围内观测到了辐射。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat

地球遭死亡恒星伽马射线轰击：可将人烧焦 科学家无法解释

地球遭死亡恒星伽马射线轰击：可将人烧焦科学家无法解释据其介绍，这些伽马射线是由船帆座的船帆脉冲星发射出来，其距离地球约1000光年，它是一颗大质量恒星的残骸，这颗恒星估计在1万年前作为超新星爆炸，然后自我坍缩。此外，纳米比亚高能立体系统（HESS）望远镜天文台的科学家兼研究报告作者威尔赫尔米表示，这些死星几乎完全由中子组成，密度惊人，一茶匙物质的质量超过50亿吨。并且，船帆脉冲星的直径只有大约19公里，每秒钟旋转11次，比直升机的旋翼还快。其发出的伽马射线，在电磁波谱中，伽马射线的波长最小，能量却最大。这些伽马射线的能量达到了20太电子伏特，大约是可见光能量的10万亿倍。论文作者表示，船帆脉冲星现在正式保持着迄今为止发现的伽马射线能量最高的脉冲星的记录，这可能会修正现有的天文学模型。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389309.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389309.htm

有史以来能量最高的太阳伽马射线令科学家感到疑惑与惊讶

有史以来能量最高的太阳伽马射线令科学家感到疑惑与惊讶物理学家探测到了有史以来观测到的来自太阳的最强光。有时候，在光天化日之下才是隐藏秘密的最佳场所。问问太阳就知道了。太阳比我们所知道的更令人惊讶，密歇根州立大学博士后助理研究员梅尔-乌恩-尼萨（MehrUnNisa）说。"我们以为我们已经搞清楚了这颗恒星，但事实并非如此。"即将加入密歇根州立大学教师队伍的尼萨是《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）杂志上一篇新论文的通讯作者，这篇论文详细介绍了从太阳观测到的最高能量光的发现。这一发现背后的国际团队还发现，这种被称为伽马射线的光亮度惊人。也就是说，它的数量比科学家们之前预计的要多。虽然高能量的光线没有到达地球表面，但这些伽马射线却产生了明显的信号，尼萨和她的同事们利用高空水切伦科夫天文台（HAWC）探测到了这些信号。高空水切伦科夫天文台由美国国家科学基金会和国家人文科学与技术委员会资助，是故事的重要组成部分。与其他天文台不同，它全天候工作。自然科学学院物理与天文学系的尼萨说："我们现在拥有的观测技术在几年前是不可能实现的。在这种特殊的能量机制下，其他地面望远镜无法观测太阳，因为它们只能在夜间工作。"我们的望远镜全天候工作。"除了工作方式与传统望远镜不同之外，HAWC的外观也与普通望远镜大相径庭。HAWC使用的不是装有玻璃镜片的管道，而是一个由300个大型水箱组成的网络，每个水箱装有约200公吨的水。该网络位于墨西哥两座休眠火山山顶之间，海拔超过13000英尺。从这个制高点，它可以观测到伽马射线撞击大气层中空气的后果。这种碰撞会产生所谓的空气阵雨，有点像肉眼无法察觉的粒子爆炸。原始伽马射线的能量被释放出来，并在由低能量粒子和光组成的新碎片中重新分配。HAWC能够"看到"的正是这些粒子，以及它们在下落过程中产生的新粒子。当粒子与HAWC水箱中的水发生作用时，它们会产生所谓的切伦科夫辐射，这种辐射可以通过天文台的仪器探测到。尼萨和她的同事们从2015年开始收集数据。2021年，研究小组已经积累了足够的数据，可以开始对太阳的伽马射线进行足够仔细的研究。"在查看了六年的数据后，突然出现了这种过量的伽马射线，"尼萨说。"当我们第一次看到它时，我们想，'这肯定是我们弄错了。在这种能量下，太阳不可能这么亮。"太阳发出的光能量范围很大，但有些能量比其他能量更丰富。例如，通过核反应，太阳提供了大量可见光，也就是我们看到的光。这种光的能量约为1电子伏特，在物理学中是一种方便的测量单位。尼萨和她的同事们观测到的伽马射线的能量约为1万亿电子伏特，即1太电子伏特，缩写为1TeV。这个能量水平不仅令人惊讶，而且他们看到如此多的伽马射线也令人惊讶。20世纪90年代，科学家们曾预测，当高能宇宙射线--由黑洞或超新星等宇宙动力加速的粒子--撞击太阳中的质子时，太阳会产生伽马射线。但是，根据人们对宇宙射线和太阳的了解，研究人员还假设，很少会看到这些伽马射线到达地球。不过，当时还没有一种仪器能够探测到这种高能伽马射线，而且在一段时间内也不会有。2011年，美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜首次观测到了能量超过10亿电子伏特的伽马射线。在接下来的几年里，费米任务显示，这些伽马射线不仅能量非常高，而且数量比科学家最初预计的多出七倍。看起来还有更高能量的伽马射线有待发现。当望远镜发射到太空时，其探测器的大小和能力是有限的，例如费米望远镜对太阳伽马射线的测量最大值约为2000亿电子伏特。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392807.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392807.htm

天文学家利用FAST望远镜发现前所未见的"矮星"脉冲

天文学家利用FAST望远镜发现前所未见的"矮星"脉冲中国科学院国家天文台韩金林研究员领导的研究小组利用五百米口径球面射电望远镜（FAST），从一颗明亮的脉冲星PSRB2111+46中探测到了独特的"矮脉冲"，并对射电辐射进行了前所未有的详细研究，探测了磁层中的未知物理学。这项研究成果今天（8月17日）发表在《自然-天文学》杂志上。脉冲星通常会发射周期性的无线电信号。然而，一些较老的脉冲星偶尔会在特定时间内停止发射，这种现象被称为"脉冲无效"。出现这种现象的原因可能是磁层中由于不利条件或磁场结构和辐射区域的变化而无法产生粒子。另外，粒子产生的区域也可能被其他地方产生的等离子体所淹没。由FAST探测到的PSRB2111+46磁层中来自雷暴和粒子雨滴的脉冲射电发射。资料来源：NAOC没有脉冲星辐射的确切原因仍然不明。当脉冲星的辐射被抑制时，要确定其磁层的物理状态非常具有挑战性。PSRB2111+46是一颗相对较老的脉冲星，科学家们早就知道这颗脉冲星的辐射经常会在一段时间内处于无效状态。然而，在2020年8月24日、8月26日和9月17日偶然观测到这颗脉冲星时，却在普通的无效期检测到了数十个异常微弱、非常窄的脉冲--这在以前是没有观测到的。为了验证这种新的发射状态，研究人员于2022年3月8日再次对这颗脉冲星进行了两个小时的观测。该研究的第一作者陈雪博士说："最后，我们挑选出了175个这样窄而弱的脉冲。据陈博士介绍，这种脉冲在脉冲宽度和能量方面与普通脉冲不同，因此被命名为'矮脉冲'。"来自脉冲星B2111+46的矮脉冲在脉冲宽度和辐射能量上与普通脉冲有明显的不同，这表明脉冲星的辐射状态与普通脉冲星不同。资料来源：NAOC矮脉冲的性质标准的单个脉冲是通过脉冲星磁极附近规则形成的间隙中广泛放电产生的粒子"雷暴"来发射辐射的，而矮脉冲则是由这颗濒临死亡的脉冲星的一个脆弱间隙中成对产生的一个或几个粒子"雨滴"产生的。这些零星、微弱、狭窄的脉冲构成了一种独立于正常脉冲的新辐射状态，而且这种脉冲通常表现出罕见的反向频谱，即它们在更高的射电频率上有更强的发射，而这种情况很少能在如此显著的时间尺度上从天文来源中探测到。"除了FAST，其他射电望远镜很难测量到这种矮脉冲的特性，"韩教授说，"对这种新的矮脉冲群的测量显示，即使在辐射几乎停止的情况下，脉冲星辐射的磁场结构也保持不变。""事实上，从其他几颗脉冲星中也探测到了数量较少的矮脉冲，"该研究的共同第一作者严毅说。"对这样的矮脉冲群进行详细研究，可以揭开一些未知脉冲星辐射处理的奥秘，并揭示脉冲星磁层中的极端等离子体状态。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377795.htm

天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410

天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410白矮星脉冲星的艺术印象。在这个双星系统中，一颗快速旋转的白矮星（右）将电子加速到接近光速。这些高能粒子产生的辐射爆发撞击伴生的红矮星（左），导致整个系统从射电到X射线范围内的脉动。资料来源：M.Garlick/华威大学/ESO这颗新的白矮星脉冲星是由一颗白矮星和一颗红矮星组成的极度接近的双星系统，加在一起可以装进太阳内部，是已知的第二颗同类脉冲星。白矮星是密度极高的恒星残骸，其质量与太阳相当，但体积却只有地球那么小。它们是在低质量恒星燃尽所有燃料、失去外层、内部强烈收缩时形成的。它们也被称为"恒星化石"，可以让人们了解恒星演化的各个方面。另一方面，脉冲星早在20世纪60年代就已为人所知，目前已发现3000多颗。它们是快速旋转的强磁中子星，带电粒子被超强电场从表面撕裂，然后被加速到接近光速。因此，它们会发出从射电到X射线甚至伽马射线范围的辐射，即光。由于恒星的快速旋转，短脉冲辐射会到达地球，这就是它们被称为脉冲星的原因。令科学界大吃一惊的是，2016年人们首次在一颗白矮星上观测到了脉冲星现象。令人惊讶的是，在这颗名为ARScorpii的恒星上，既没有极快的旋转，也没有真正脉冲星的强电场。这颗白矮星是在一个非常接近的双星系统中发现的，它的近邻--一颗类似太阳的红矮星--通过向它的磁场注入粒子来为它提供能量。这就从外部点燃了脉冲星现象，并像频闪镜一样照射着红伴星，使整个系统每隔一段时间就会急剧变亮或变暗。这两颗恒星--白矮星和红矮星--靠得如此之近，以至于可以塞进我们的太阳。探索磁场和“发电机模型”决定性因素是强磁场的存在，然而天体物理学家并不知道其原因。解释强磁场的一个关键理论是"发电机模型"，它认为白矮星的内核中有发电机，就像地球一样，只是比地球强得多。但为了验证这一理论，研究人员必须寻找其他白矮星脉冲星，以确定他们的预测是否正确。在同时发表于《自然-天文学》（NatureAstronomy）和《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）的两篇新研究中，一个有美国国家天文学研究所（AIP）参与的国际研究小组描述了新发现的白矮脉冲星J1912-4410（eRASSUJ191213.9-441044）。它距离地球773光年，每5分钟自转一圈，比我们的地球快300倍。白矮星脉冲星的大小与地球相似，但质量至少与太阳相当。这意味着一茶匙白矮星的重量约为15吨。白矮星的生命开始于极高的温度，然后经过数十亿年的冷却。J1912-4410的低温表明它已经非常古老了。这项研究证实，正如早期模型所预测的那样，有更多的白矮星脉冲星。J1912-4410的发现还证实了动力模型的其他预测。由于白矮星的年龄很大，脉冲星系统中的白矮星应该很冷。它们的伴星应该足够近，以至于白矮星过去的引力足以从伴星中提取质量，导致它们快速旋转。对于新发现的脉冲星来说，所有这些假设都成立：白矮星的温度低于13000开尔文，旋转频率很高，约为5分钟，而且白矮星的引力对伴星有很强的影响。合作研究与未来影响一个研究小组利用盖亚和WISE的数据寻找候选天体，重点是那些与天蝎座AR性质相似的天体。在观测了几十个候选天体后，他们发现了一个光变非常相似的天体。用其他望远镜进行的后续观测发现，这个系统大约每五分钟就会向地球发送一次射电和X射线信号。另一个研究小组利用Spectrum-X-Gamma卫星上的eROSITAX射线望远镜的数据，发现了近距离的白矮星/红矮星对。这两个小组联合起来进一步研究他们的新发现。"我们很高兴能在SRG/eROSITA进行的X射线巡天中发现这个天体，"AIPX射线天文学组组长、发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）上的这项研究的第一作者AxelSchwope博士指出。"利用欧空局的XMM-Newton卫星进行的跟踪观测显示了高能X射线区域的脉冲，这是将该天体确定为白矮星脉冲星所缺少的最后一个证据。这证实了这个新天体的不寻常性，并将白矮星脉冲星确定为一个新的类别，尽管目前只有两个成员"。华威大学物理系的IngridPelisoli博士是《自然-天文学》研究报告的第一作者，她补充说："磁场的起源是天文学许多领域的一大未决问题，对于白矮星来说尤其如此。白矮星的磁场可能比太阳的磁场强一百万倍以上，而动力模型有助于解释其中的原因。J1912-4410的发现为这一领域的研究迈出了关键的一步"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1405191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1405191.htm

中国科学家捕获史上最亮伽马射线暴

中国科学家捕获史上最亮伽马射线暴据央视财经，位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站对宇宙中一次伽马射线暴进行了完整监测，这是人类首次完整记录到这一高能爆发现象的全过程。相关研究成果北京时间6月9日在国际学术期刊《科学》（Science）在线发表。伽马射线暴是人类已知宇宙中最强的爆发现象，理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体合并而产生的。这次由高海拔宇宙线观测站捕捉到的伽马射线暴抵达地球的时间是2022年10月9日21时20分。该观测站精确探测到了伽马射线暴高能光子爆发的完整过程，并记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段，这在国际上尚属首次。经过半年左右对该伽马射线暴数据的分析，科研人员发现它有一个非常快速的起爆过程，并且其衰减的过程也是非常迅速。专家说的这束光线产生自20多亿年前，一颗比太阳重20多倍的大质量恒星燃烧完引发的巨大爆炸火球，火球与星际物质碰撞产生的大量万亿电子伏特高能伽马光子在茫茫宇宙中穿行了20多亿年，正好抵达高海拔宇宙线观测站的视场范围内。凭借观测站内水切伦科夫探测器阵列强大的性能，科研人员在20多分钟内记录到了超过6万个光子的数据。而国外相同能区的观测装置目前还没有实现完整记录伽马射线暴全过程。据澎湃新闻，伽马射线暴是来自天空中某一方向的伽玛射线突然增强的爆发现象。2022年10月9日发生了一个“千年一遇”的异常明亮的伽马暴，它正好位于“拉索”的视场范围内。“拉索”探测到了6万多个能量大于200GeV的高能伽马光子，对它们的分析表明这些高能光子来源于主暴之后的余辉辐射。“拉索”第一次探测到高能伽马射线余辉的起始阶段，揭示了余辉存在快速上升和缓慢上升两个阶段。尽管缓慢上升符合余辉模型的预期，但早期快速的上升现象前所未有，这或许由于中心引擎对余辉注入了大量能量所致。同时“拉索”发现主暴阶段没有高能辐射，其高灵敏度测量对主暴阶段高能辐射的强度给出了极强限制，对主暴的物理机制具有重要启示作用。据四川新闻网，据介绍，“拉索”观测表明，高能辐射在起爆之后不到10分钟的某个时刻，亮度突然快速减弱了。“这可解释为爆炸后的抛射物是喷流状的结构，当辐射张角扩展到了喷流的边缘时造成亮度快速下降，”论文通讯作者之一，南京大学教授王祥玉说。由于这个亮度转折发生时间极早，由此测出了喷流的张角也极小，仅0.8度。这是迄今知道的最小张角的喷流，意味着观测到的实际上是一个典型内亮外暗喷流的最明亮的核心。“正是由于观测者碰巧正对喷流最明亮的核心，自然地解释了为什么这个伽马射线暴是历史上最亮的，也解释了为什么这样的事件极其罕见，”论文通讯作者之一，中国科学技术大学教授戴子高表示。“拉索”航拍图图片来源：中科院高能所提供中国科学院高能物理研究所研究员曹臻：LHAASO（高海拔宇宙线观测站）最重要的科学目标，就是去解决一个一百年的谜题。这个一百年的谜题就是说，我们的宇宙的构成中的一部分，一些高能量的粒子是怎么被产生出来的，在哪里被产生出来的，而这些问题现在都在逐渐展开研究。“截至当下，本场爆炸事件还有其他新发现，科学家们还在不懈地深耕‘拉索’的数据，力图揭示更多的奥秘，敬请等待‘拉索’的后续数据分析成果。”曹臻对LHAASO下一阶段成果给出了乐观的预期。位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线探测装置，是我国国家重大科技基础设施。该观测站平均海拔4410米，占地面积约1.36平方公里。观测站由电磁粒子探测器、缪子探测器、水切伦科夫探测器和大气切伦科夫望远镜四种类型的探测设备组成，可以宽波段、多手段地开展天体物理等方面的研究。观测站于2021年7月建成并投入运行，今年5月10日通过国家验收。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364477.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364477.htm