蟹狀星雲脈衝星發出有史以來能量最強的光

科學家與合作的大氣伽瑪射線成像切倫科夫(Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov /MAGIC)天文台發表研究報告，發現在超新星1054 AD中心處的中子星，亦即蟹狀星雲脈衝星(Crab pulsar) ，偵測到自觀察以來最強烈的脈衝輻射。

蟹狀星雲脈衝星是恆星在以超新星爆炸方式形成蟹狀星雲下的殘骸，它的質量為太陽的1.5倍，集中在直徑約十公里的物體，以每秒三十次自轉，並且被十兆倍於太陽磁場的強烈磁場區域所圍繞。這個磁場強到足以控制電荷的運行，並強迫他們以相同於恆星表面速度來旋轉。這個區域被稱作磁層結構(magnetosphere)。磁場的旋轉也產生了強烈的電場，逐漸地將電子從恆星表面扯開。當這些被加速的電子流竄出，他們產生的輻射光束，就好像是燈塔的光，在每一次經過我們的視線時，為我們所看到。

蟹狀星雲

在2011年，MAGIC天文台和VERITAS (超高能輻射成像望遠鏡陣列系統)天文台發現出乎意料的、非常活躍的光子。來自西班牙巴塞隆納IEEC-CSIC及這個觀測計劃的首席調查員Emma de O?a Wilhelmi說："我們使用MAGIC對蟹狀星雲脈衝星做深入的觀測，來了解這個現象，期待量測出這些跳動光子的最大能量值。"

來自ICCUB-IEEC的Roberta Zanin接著說："新的觀測將這個脈衝束尾的能量值擴大到更高，高於兆電子伏特(TeV)；也就是數倍大於之前的量測值。這違反所有我們相信在中子星可運作的理論模型。"

以兩束精準的光束到達的光子，應該是在遠離中子星表面的地方所產生的：在磁層結構的遠處尾端或是外部，在脈衝星周圍超相對的粒子風裡，能夠加速電子到如此的能量，逃避已磁化的大氣層大量吸收。但令人非常驚訝的是，很可能是在磁層結構內產生的兆電子伏特電子束，和無線電波束及X-射線束是在同一時間到達。這些不同能量而緊密同步的光束，暗示著在多波長(頻段)頻譜所觀察到的明亮輻射是在一塊非常小的區域一起產生的。或者你可以說，可靠的來自兆電子伏特輻射的電子，保持著某種低能量光束的記憶。

來自ICCUB-IEEC的Daniel Galindo Fernandez說："在哪裡以及如何產生兆電子伏特輻射，依舊是個謎，並且很難與標準理論形成一致。來自馬德里康普頓斯大學(Complutense University of Madrid)的David Carreto Fidalgo補充道："在這麼小的區域，如何以及在何處達成如此的效果，挑戰著我們的物理知識。"

來自德國慕尼黑馬克斯·普朗克物理學研究所(MPP)、MAGIC發言人Razmik Mirzoyan說："順便一提，除了太陽是在所有能量帶上最要調查之外，這是MAGIC在拼圖天體上，所達成另一項非常重要的結果。因此，從2004年MAGIC實驗操作的開始，我們密集觀測蟹狀星雲和蟹狀星雲脈衝星有了回報。同時，我們揭示了一些這個難以理解的物體的重要特徵，因而提供重要的資訊給從事理論工作的同仁。現在是他們該採取行動來解釋這些事物如何運作。在各種大氣成像切倫科夫望遠鏡中，MAGIC被設計成為最合適進行這類觀測的儀器。

圖：中子星(紅色球體)以及強烈的磁場(白線)，以每秒幾乎三十次的自轉，向四周的太空噴射出高能電子。來自偵測到的光子的可能源出地，綠色和藍色遮蔽區域描繪出不同粒子的加速區；綠色區域位於脈衝星磁圈附近，而藍色區域可以距離脈衝星十萬公里遠。

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