“慧眼”卫星再次刷新直接测量宇宙最强磁场纪录

图为“慧眼”卫星观测吸积脉冲星艺术图。 　　中国科学院高能物理研究所供图

　　本报北京7月5日电  （记者吴月辉）“慧眼”卫星团队在编号为Swift J0243.6+6124的中子星X射线双星发现了能量高达146千电子伏的回旋吸收线，对应超过16亿特斯拉的中子星表面磁场，再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收线和宇宙最强磁场直接测量的世界纪录。该项研究工作主要由中国科学院高能物理研究所与德国图宾根大学合作完成，近日在国际著名期刊《天体物理杂志通讯》在线发表。

　　中子星是宇宙中具有最强磁场的天体，对其X射线能谱的回旋吸收线的探测是目前直接测量中子星表面磁场的唯一方法。此次发现，不仅是迄今宇宙天体磁场直接测量的最高纪录，而且也首次在超亮X射线源中直接测量了其中子星的表面磁场。

　　通常认为，中子星的表面磁场结构复杂，既有延展范围很大的偶极磁场，也有局限于中子星表面附近的多极磁场。以前各种间接方法只能估算延展较远的中子星偶极磁场。本次“慧眼”卫星直接测量到Swift J0243.6+6124的表面磁场强度，比通过间接方法给出的偶极磁场强度高大约一个数量级，说明其对应于中子星表面附近的多极磁场。这是首次从观测上直接证明中子星除两极对称的偶极磁场外，的确具有更加复杂的非对称磁场结构。

　　“慧眼”卫星是我国第一颗X射线天文卫星，承载高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和低能X射线望远镜三种科学载荷和空间环境监测器。与国外的X射线卫星相比，“慧眼”卫星具有覆盖能段宽、在高能X射线能段的有效面积最大、时间分辨率高、探测死时间很小、观测强源没有光子堆积效应等突出优点，打开了观测黑洞、中子星硬X射线快速光变和能谱研究的新窗口。

　　2020年，“慧眼”卫星在编号为GRO J1008—57的中子星中探测到了90千电子伏的回旋吸收线，对应10亿特斯拉的中子星表面磁场，是当时宇宙磁场直接测量的世界纪录。随后，“慧眼”团队还在另外一个中子星的能谱上探测到了约100千电子伏的回旋吸收线。“慧眼”卫星连续3次刷新回旋吸收线能量测量的最高纪录，表现出在探测天体高能X射线能谱方面具有国际领先的独特能力。