福昕翻译

>

翻译学堂

>

宇宙电磁炸弹为γ射线爆发的起源提供了照明

宇宙电磁炸弹为γ射线爆发的起源提供了照明

太空探索 天文学 英语翻译
45
2021-01-30 17:15:46



在我们的宇宙后院中已经看到了被称为巨大磁耀斑的天体爆发,但是它们如此明亮以至于使观测仪器蒙蔽。最后发现了更远的耀斑,揭示了这些排放物的细节。

克里斯托弗·汤普森


在二十世纪,许多天文学研究都是关于无常的研究。探测从无线电波到γ射线在内的整个电磁频谱的望远镜揭示了各种令人震惊的简短且经常令人迷惑的灾难。我们对许多类型的宇宙爆炸(例如超新星和γ射线爆发)的理解受到局限,因为我们无法看到它们的内部工作原理,也由于它们在我们自己的银河系中稀有。在这个问题上和其他在天文宇宙为研究耀斑外γ射线源的河外种群奠定了基础,这些γ射线源的亲属可以在附近找到,并且已经在静态中得到了很好的研究。这些信号源也可能连接到快速无线电脉冲串4-天文学上最热门的话题。

 

被称为磁星的恒星残骸以与其他任何类型的恒星根本不同的方式发光。它们似乎像普通中子星,例如射电脉冲星,其密度甚至大于原子核的密度。但是它们的磁场比大多数脉冲星(达到10 11特斯拉)5强1000倍。它们辐射的主要燃料不是核聚变(例如太阳),也不是释放剩余的热能(例如在像太阳恒星的残余物形成的白矮星中),甚至不是恒星自旋(例如在太阳系中)。脉冲星)。相反,支持磁场的强大电流的衰减会持续释放X射线和γ射线。

即使处于静止状态,磁星的发光强度也可以是太阳5的100倍。它们最强的爆发亮度大约是一万亿倍,但值得注意的是,与过去十年中逐渐释放出的能量相比,它们可以在不到一秒钟的时间内释放出更多的能量。这些巨大的耀斑已经检测到的银河系内的几十倍,但其接近使得它们眩目璀璨星载X射线和γ射线望远镜。

Svinkin等。1和Roberts等。图2显示了这些银河事件与2020年4月15日检测到的γ射线脉冲之间的密切对应关系,Svinkin等人( 1988年)。三角化到附近的星系NGC 253(也称为雕刻家星系;图1)使用称为“行星际网络”的仪器的组合。从这个距离看,两篇论文的作者能够确定γ射线光谱和耀斑的时间分布的精细细节-事实证明这是先前报道的河外耀斑的近照。在γ射线耀斑图中可以看到两个截然不同的分量:一个快速且快速变化的分量,持续几千分之一秒;速度较慢的物体呈指数衰减,速度则慢十倍。慢速组件所承载的能量与快速组件相当或更大。




答案可能与以下事实有关:尽管磁星的表面比其他恒星5更热,但它们基本上是低温物体。中子星的外层包含重的,富含中子的核,并在恒星坍塌后立即冻结成固体,从而触发中子星的形成8。与地球的外层相比,这种地壳具有特殊的性质。深层地壳中的温度已大大降低,低于制造它的核材料的熔点。而且,这种材料是极好的电导体,可以有效地将其与扭曲的磁场相结合-磁场和地壳必须一起运动,要么在静止时缓慢运动,要么在爆发时更快运动。


精确地如何触发电磁耀斑仍在研究中。与太阳的高温,磁化气氛相反,没有涡旋对流运动使嵌入的磁场主动变形。但是,在一个巨大的耀斑中,我们可以肯定地壳发生了非常大的破坏-想象一下加利福尼亚和纽约发生互换的构造事件。在4月15日事件及其同级中看到的较慢的分量与地壳变形松弛产生的相一致。

这种破坏会扭曲了磁星的外部磁场,驾驶不稳定电流比流经日冕更强的十亿倍9,10。另一种后果可能是一个磁性回路的喷射,类似于大太阳耀斑11,12。磁干扰应足够强,以产生密集的流出的电子,正电子和γ射线气体。这种导电气体与磁场的相互作用被认为会产生Svinkin等人观察到的亚秒级γ射线光谱。以及Roberts及其同事。


在其研究3中,费米LAT合作为磁火耀斑打开了新的窗口。它报告低能量γ射线中的其他两篇论文中描述1,2随后19秒后,发出了持续几分钟的高能γ射线。这是首次检测到来自磁晕的延迟高能γ射线。拟议的解释包括在耀斑释放出快速移动的(相对论)离子云—当喷发撞击NGC 253的气态介质时,高能γ射线在冲击波中产生。但是,目前尚不清楚电磁耀斑是否包含大量离子。由几乎纯净的电磁辐射组成的脉冲也将驱动冲击波,并且可能首先与相对论性的围绕电磁子的粒子星云相互作用。

总结一下,这三篇论文报告了一个γ射线耀斑,它提供了有关中子星内部和周围磁应力如何松弛的直接线索。测得的能量比碰撞中子星产生的大多数γ射线爆发所产生的能量少1,000倍甚至更多,尽管持续时间是相似的。迄今为止,对γ射线爆发建模的理论家们尚未就产生事件标志性γ射线发射的过程达成共识。理解与电磁耀斑有关的异同将有助于缩小可能性。持续监测附近星系中的磁星也将限制快速无线电脉冲爆发源的模型。

 

点击:查看更多太空探索文章
      查看文更多文献研究文章
      使用免费图片翻译

 

免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。

来源于:nature

 



福昕翻译转换文章内容来源:https://fanyi.pdf365.cn/help/142
上一篇: 评估情感体验时,儿童优先考虑听到的内容而不是看到的内容
下一篇: 染色体如何进化以创造新的生命形式