天文學家揭示了宇宙最為鬼斧神工的發現之一- 脈衝星風星雲MSH 15-52（又稱”宇宙之手”或”上帝之手”）–的更多驚人細節。透過結合兩台X 射線望遠鏡–NASA 強大的錢德拉X 射線天文台和成像X 射線極化探測器（IXPE）–的力量，研究人員現在已經能夠直觀地看到這個幽靈般的現像中的磁場”骨骼”。

X射線NASA/CXC/史丹佛大學/R. Romani et al. (Chandra); NASA/MSFC (IXPE); Infared： NASA/JPL-Caltech/DECaPS；影像處理： NASA/CXC/SAO/J. Schmidt

“IXPE的數據為我們提供了’手’中磁場的第一張地圖，”研究負責人、斯坦福大學的羅傑-羅曼尼（Roger Romani）說。”產生X射線的帶電粒子沿著磁場移動，決定了星雲的基本形狀，就像人手上的骨頭一樣。”

2001年，NASA的錢德拉X射線天文台首次觀測到脈衝星PSR B1509-58，發現它的脈衝星風星雲（MSH 15-52）很像人的手。脈衝星位於星雲”手掌”的底部，距離地球約16,000 光年。

現在，在對MSH 15-52 進行了大約17 天的觀測之後，IXPE 揭示了這個令人魂牽夢縈的星團的更多細節。這是該望遠鏡自2021年發射以來對任何單一天體進行的最長時間的訓練。

幽靈般的四指手，帶電粒子形成星雲的”骨骼”結構X射線： 美國國家航空航天局/CXC/斯坦福大學/R. Romani et al (Chandra); NASA/MSFC (IXPE); Infared： NASA/ JPL-Caltech/DECaPS；影像處理： NASA/CXC/SAO/J. Schmidt)

結合望遠鏡數據，天文學家發現，透過能量粒子和反物質的流動，這顆超新星殘骸在恆星耗盡能量並自我坍縮約1500年後仍在繼續生存。

同樣來自史丹佛大學的合著者約瑟芬-王（Josephine Wong）說：「我們都很熟悉作為人類醫療診斷工具的X射線。」在這裡，我們以不同的方式使用X射線，但它們再次揭示了我們無法看到的資訊”。

IXPE 詳細描述了X 射線的電場方向，這是由光源的磁場（X 射線極化）決定的。MSH 15-52 某些區域的極化程度高得驚人，這表明星雲的這些部分幾乎沒有湍流。

然而，透過增強合成影像，科學家發現，在手掌底部脈衝星附近較為複雜的湍流區域，高能粒子的能量得到了提升。然後，它們流向磁場的均勻區域–或沿著手腕、手指和拇指。

新數據還揭示了一個從手掌沿手腕向下的明亮X 射線射流。噴射開始的地方偏振較低，這可能是由於湍流和混亂的磁場造成的，隨後噴射變直變亮，在手被”切斷”的外部區域顯示出更高的偏振。

來自史丹佛大學的合著者尼可洛-迪-拉拉（Niccolò Di Lalla）說：”我們發現了脈衝星周圍超能量物質和反物質粒子的生命史。這告訴我們脈衝星如何充當粒子加速器。”

這項研究發表在《天文物理學報》。希望了解更多，請看下面的影片：