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科学家利用一个简单模型探究宇宙神秘X射线余辉来源

2021-10-01 14:37     来源:cnBeta     X射线伽马射线
据外媒报道,短伽马射线暴是极其明亮的高能光爆发,持续几秒钟。在许多这样的爆发中,有一种神秘的物质被留下:一种长时间的辐射“余辉”,这当中包括X射线。尽管许多科学家经过多年的努力,我们仍不知道这种余辉来自哪里。


 

在最近发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上的论文中,研究人员对一个简单的模型进行了研究。该模型提出了一个旋转中子星--一个大质量超巨星的极其密集的塌陷核心--是一种长时间的X射线余辉背后的引擎,被叫做X射线高原。通过利用六个带有X射线高原的短伽马射线暴样本,研究人员研究了中子星及围绕它的神秘残余物的特性。

据悉,研究人员使用的模型受到了年轻超新星残余物的启发。虽然短伽马射线暴和超新星的残余物有着许多不同之处,但来自旋转中子星的能量驱动具有相同的基本物理学。因此,如果短伽马射线暴的残余物是一颗中子星,那么它一定具有跟超新星残余物类似的能量流出。

据了解,科学家借用以前的短伽马射线暴模型的基本物理学来预测X射线高原的光度和持续时间。对于每个短伽马射线暴,结果表明,残余的中子星是一个毫秒级的磁星:一个具有特别强大磁场的中子星。所有已知的磁星都拥有一个非常缓慢的旋转频率;同样,所有观察到的具有毫秒级自旋的中子星都拥有弱磁场。观测中的这种差距并不令人惊讶,因为恒星的磁场将旋转能量转化为电磁能。对于一个磁星强度的磁场来说,这个过程发生的时间从几秒到几天不等--而这正好是大多数X射线高原的持续时间。

这一研究是科学家们首次尝试用这种模型来推测X射线余辉的来源。随着模型的成熟和进一步数据的收集,他们将能对X射线高原的来源作出更有力的结论,并且如果够幸运的话,还能发现这些神秘的残余物是什么。
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