Brechen Sie den Weltrekord! Der Insight-HXMT-Satellit „sah“ …

Kürzlich entdeckte das Insight-HXMT-Satellitenteam meines Landes eine Zyklotronabsorptionslinie mit einer Energie von bis zu 146 keV in einem Neutronenstern-Röntgendoppelstern mit der Nummer Swift J0243.6+6124. Die entsprechende magnetische Feldstärke auf der Oberfläche des Neutronensterns übersteigt 1,6 Milliarden Tesla. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden online in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

„Dies ist das zweite Mal, dass der Satellit Insight-HXMT den Weltrekord für die direkte Messung der Zyklotronabsorptionslinie mit der höchsten Energie und des stärksten Magnetfelds im Universum deutlich verbessert hat, nach der direkten Messung des stärksten Magnetfelds im Universum von etwa 1 Milliarde Tesla im Jahr 2020.“

Am 5. Juli wies Zhang Shuangnan, Chefwissenschaftler des Insight-HXMT-Satelliten und Forscher am Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, in einem Interview mit Science and Technology Daily darauf hin.

Künstlerische Darstellung des Insight-HXMT-Satelliten bei der Beobachtung eines akkretierenden Pulsars. Bild bereitgestellt vom Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften.

Neutronensterne sind die Himmelskörper mit den stärksten Magnetfeldern im Universum. Das Neutronenstern-Röntgendoppelsternsystem besteht aus einem Neutronenstern und seinem Begleitstern. Das den Stern begleitende Gas fällt aufgrund der starken Gravitationskraft des Neutronensterns in dessen Richtung und bildet eine Gasscheibe, die sich mit hoher Geschwindigkeit um den Neutronenstern dreht. Diese sogenannte Akkretionsscheibe ist eine sogenannte Akkretionsscheibe. Die Materie auf der Akkretionsscheibe fällt entlang der magnetischen Feldlinien auf die Oberfläche des Neutronensterns und sendet starke Röntgenstrahlung aus. Diese Strahlung bildet während der Rotation des Neutronensterns ein periodisches Röntgenpulssignal, weshalb diese Art von Himmelskörper auch als „Röntgen-Akkretionspulsar“ bezeichnet wird.

Zahlreiche Beobachtungen haben ergeben, dass dieser Typ von Himmelskörpern im Energiespektrum der Röntgenstrahlung eine „konkave“ Struktur aufweist. Die Theorie besagt, dass dies durch die Elektronenresonanzstreuung von Elektronen im Magnetfeld des Zyklotrons verursacht wird. Daher wird diese „konkave“ Struktur als Zyklotronabsorptionslinie bezeichnet. Die Energie an der Absorptionslinie entspricht der magnetischen Feldstärke. Dieses Phänomen kann genutzt werden, um die magnetische Feldstärke in der Nähe der Oberfläche eines Neutronensterns direkt zu messen.

„Die magnetische Feldstärke, die der Energie an der Zyklotronabsorptionslinie entspricht, ist die magnetische Feldstärke auf der Oberfläche eines Neutronensterns. Dies ist derzeit die einzige Möglichkeit, die magnetische Feldstärke auf der Oberfläche eines Neutronensterns direkt zu messen“, sagte Zhang Shuangnan.

In der Vergangenheit haben Astronomen in mehreren Galaxien außerhalb der Milchstraße ultrahelle Röntgenpulsare entdeckt und spekuliert, dass die Magnetfeldstärke dieser Pulsare sehr hoch sei, konnten dafür jedoch keine direkten Messbeweise finden.

„Diese Entdeckung ist nicht nur der bislang höchste Rekord für die direkte Messung des Magnetfelds von Himmelskörpern im Universum, sondern auch die erste direkte Messung des Oberflächenmagnetfelds eines Neutronensterns in einer ultrahellen Röntgenquelle“, sagte Zhang Shuangnan.

Nach Ansicht von Zhang Shuangnan ist das Erreichen dieses Ergebnisses untrennbar mit den einzigartigen Vorteilen des Insight-HXMT-Satelliten verbunden. Der Satellit Insight-HXMT ist der erste Röntgenastronomiesatellit meines Landes und trägt drei wissenschaftliche Nutzlasten: ein Hochenergie-Röntgenteleskop, ein Mittelenergie-Röntgenteleskop und ein Niedrigenergie-Röntgenteleskop sowie einen Weltraumumgebungsmonitor.

„Im Vergleich zu ausländischen Röntgensatelliten verfügt der Satellit Insight-HXMT über herausragende Vorteile wie eine breite Abdeckung des Energiebandes, die größte effektive Fläche im hochenergetischen Röntgenenergieband, eine hohe Zeitauflösung und keinen Photonen-Pile-up-Effekt bei der Beobachtung starker Quellen. Er hat ein neues Fenster für die Beobachtung schneller Lichtänderungen und die Erforschung des Energiespektrums harter Röntgenstrahlen von Schwarzen Löchern und Neutronensternen geöffnet“, sagte Zhang Shuangnan.

Quelle: Science and Technology Daily