研究调查超明亮X射线脉冲星NGC 5907 ULX1的磁场

日期:02-16
射线磁场脉冲明亮调查

研究调查超明亮X射线脉冲星NGC 5907 ULX1的磁场

2014-2022年NGC 5907 ULX1的通量和周期演化。Credit: Fuerst et al, 2023

据美国物理学家组织网(by Tomasz Nowakowski, Phys.org):利用美国宇航局的雨燕飞船和欧空局的XMM-Newton卫星,天文学家观测到了NGC 5907 ulx 1——迄今为止已知的最明亮的超明亮X射线脉冲星。2月7日,在预印服务器arXiv上发表的观测活动结果,揭示了这颗脉冲星磁场的更多信息。

超发光X射线源(ULXs)是天空中的点源,在X射线中非常明亮,每个X射线源发出的辐射比一百万个太阳发出的所有波长的辐射都多。尽管它们不如活动星系核明亮,但它们比任何已知的恒星过程都更加明亮。

天文学家普遍认为,由于它们的亮度,大多数ulx都是黑洞。然而,最近的观测发现,一些ulx显示相干脉动。这些源被称为超发光X射线脉冲星(ULXPs),是通常比黑洞质量小的中子星。已知ulp的列表仍然相对较短;因此,研究这类物体对于用X射线探索宇宙的研究人员来说至关重要。

NGC 5907 ULX1的峰值光度约为100亿亿尔格/秒,是迄今为止探测到的最亮的ULXP。它位于刀刃星系(也称为NGC 5907)中,距离我们大约5600万光年。NGC 5907 ULX1的自旋周期约为1.14秒,并以其在开启状态下的快速自旋而闻名。然而,关于这颗脉冲星的磁场仍然知之甚少,因为一些研究表明它具有强度达到100万亿高斯的多极磁场,而其他研究则指出磁场事件弱1000倍。

因此,为了更好地了解NGC 5907 ULX1的磁场,由欧洲空间天文中心(ESAC)的Felix Fuerst领导的一个天文学家小组分析了Swift和XMM-Newton的数据,这些数据来自对脉冲星的X射线通量和脉冲周期的长期监测(2003年至2022年)。

研究发现,NGC 5907 ULX1在2017年年中至2020年年中之间处于关闭或低状态。在这种关闭状态期间,长期自旋趋势逆转,中子星旋转周期显著减慢。然而,在关闭状态结束后,起转以比以前更低的速率恢复。

研究人员采用不同的方法来估计中子星的磁场,要么基于自旋向上的强度,要么基于自旋向下的强度。

“在我们的数据中,磁场强度的最高估计值约为2.5× 1013 G,而对于低B场解决方案,我们发现值低至2× 1012 G。虽然基于这些数字,我们无法区分现实中存在的磁场,但我们注意到,对于1012 G场,我们预计会看到12 keV左右的回旋共振散射特征(CRSF),这在光谱中尚未观察到,”论文的作者解释道。

天文学家还根据2017年至2019年关闭状态期间的自旋下降估计了磁场强度,发现它处于25万亿高斯的水平。他们指出,总的来说,所有的结果都指向NGC 5907 ULX1中至少几万亿高斯强度的磁场方向。这表明脉冲星正在以非常高的速度吸积。

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