錢德拉和IXPE透過SN 1006超新星殘餘物揭開千年新發現
SN 1006是一千多年前觀測到的一顆超新星,NASA的錢德拉望遠鏡和IXPE望遠鏡對它進行了廣泛的研究,揭示了它的磁場和粒子加速的關鍵細節,有助於我們了解宇宙射線。
這幅超新星殘餘物SN 1006 的新影像結合了NASA 的成像X 射線偏振探測器和NASA 的錢德拉X 射線天文台的數據。紅色、綠色和藍色元素分別反映了錢德拉探測到的低能量、中能和高能量X 射線。左上角紫色顯示的是測量X 射線光偏振的IXPE 數據,另外還有代表殘餘物磁場向外運動的線條。資料來源:X射線: NASA/CXC/SAO(錢德拉);NASA/MSFC/南京大學/P. Zhou et al. (IXPE); IR: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Image Processing: NASA/CXC /SAO/J.Schmidt
西元1006 年5 月1 日,當這個現在被稱為SN 1006 的天體首次出現時,它的亮度遠遠超過金星,在白天可以連續數周可見。中國、日本、歐洲和阿拉伯世界的天文學家都記錄了這壯觀的景象,後來人們了解到這是一顆超新星。
隨著20 世紀60 年代太空時代的到來,科學家們能夠在地球大氣層上方發射儀器和探測器,以從地面阻擋的波長(包括X 射線)觀測宇宙。SN 1006 的殘骸是第一代X 射線衛星偵測到的最微弱的X 射線源之一。
這張新圖片顯示的是美國太空總署目前的兩台X 射線望遠鏡–錢德拉X 射線天文台和成像X 射線極坐標探測器(IXPE)–觀測到的SN 1006。在SN 1006 的完整影像中,紅色、綠色和藍色分別表示錢德拉偵測到的低能量、中能和高能量。測量X 射線光偏振的IXPE 數據被添加到了殘餘物的左上角,顏色為紫色。此角的線條代表了磁場的方向。
在此結果之前,對SN 1006 的X 射線觀測提供了重要證據,證明超新星殘餘物可以從根本上加速電子,使其成為地球上探測到的高能量宇宙射線的主要來源。錢德拉對SN 1006的觀測結果表明,左上方和右下方超新星殘餘物尖銳邊緣的磁場強度幾乎是周圍區域的10倍。這增強了粒子加速到高能量的能力。
IXPE 的新發現幫助驗證並澄清了以下理論:SN 1006 的獨特結構與其磁場方向有關,超新星爆炸波與其左上角和右下角邊緣的磁場線最為吻合,能更有效地將高能粒子流送往這些方向。
研究人員說,這些結果證明了磁場與殘餘物高能量粒子外流之間的關聯。根據IXPE 的研究結果,SN 1006 外殼中的磁場有些雜亂無章,但仍有優先方向。當原始爆炸產生的衝擊波穿過周圍氣體時,磁場會隨著衝擊波的運動而排列。帶電粒子被超新星爆炸原點周圍的磁場困住,並在那裡迅速加速。這些加速的高能量粒子反過來又傳遞能量,使磁場保持強大和湍動。
描述這些結果的論文發表在2023年10月27日的《天文物理學雜誌》。
IXPE 是美國國家航空暨太空總署和義大利航太局與12 個國家的合作夥伴和科學協作者之間的合作。IXPE 由美國太空總署位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心領導。總部位於科羅拉多州布魯姆菲爾德的波爾太空公司與位於博爾德的科羅拉多大學大氣和太空物理實驗室共同管理太空船的運作。
美國太空總署馬歇爾太空飛行中心負責管理錢德拉計畫。史密森天文物理天文台的錢德拉X 射線中心在馬薩諸塞州的劍橋控制科學運行,在馬薩諸塞州的伯靈頓控制飛行運行。
編譯來源:ScitechDaily