中国天文学家在超新星残骸中发现射电脉冲星

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编者:泡泡堂。

(外网phys.org原文:https://phys.org/news/2024-02-chinese-astronomers-radio-pulsar-supernova.html ,原作者Tomasz Nowakowski。)


中国天文学家在超新星残骸中发现射电脉冲星


超新星遗迹CTB 87 的双波段图像:红色为 NVSS 1.4 GHz 射电连续谱图像,蓝色为 Chandra X 射线 (0.5–7 keV) 图像。白色十字表示X射线点状源的位置。图片来源:Liu et al. (arXiv:2402.00578)。

来自中国南京大学和其他单位的天文学家使用五百米口径球面射电望远镜(英文缩写FAST,译者按:昵称"中国天眼"),在名为CTB 87的超新星残骸(或称遗迹)中探测到一颗射电脉冲星。2月1日登载在arXiv预打印服务器上的一篇论文报道了这一发现(译按:论文将在英国皇家天文学会月报MNRAS正式发表)。

脉冲星是高度磁化的旋转中子星,发出电磁辐射波束。它们通常以射电辐射的短脉冲串的形式被探测到;然而,其中一些也可以通过可见光、X射线和伽马射线望远镜观测到。

CTB 87是一颗实心型超新星残骸。在0.15−3 keV的X射线波段,其光度比蟹状星云弱近100倍。它拥有一个脉冲星风云,在X射线波段具有拖曳形态。尽管脉冲星风云是由脉冲星的星风驱动的星云,但迄今为止还没有在这个超新星残骸中发现这样一颗脉冲星。

最近,以南京大学刘前程为第一作者(译按:钟文娟为并列第一作者,陈阳为第一通讯作者)的一个天文学家团队研究了CTB 87中名为CXOU J201609.2 +371110的点状X射线源。他们报告说,使用FAST,已经从这个X射线源发现了射电脉冲。

"我们报告,在超新星残骸CTB 87中发现射电脉冲星PSR J2016+3711,它具有显著性为10.8西格玛的脉冲,这证实了CTB 87中X射线点源的致密性,"研究人员写道。

根据这篇论文,PSR J2016+3711位于约43,400光年的距离,自旋周期为50.8毫秒,色散量度约为428 秒差距/立方厘米。测出的脉冲星的自旋减慢光度为22万亿尔格/秒,而其特征年龄估测为11,100年。PSR J2016+3711因此成为第一颗用FAST探测到的位于超新星残骸中的脉冲星PSR J2016+3711的赤道表面偶极磁场强度为1.9太高斯。该研究还发现,这颗脉冲星的射电脉冲轮廓很窄,没有宽阔的翼展,这表明发轫于磁极冠附近的射电波束或着自身是窄的,或者视线只扫过宽波束的一小部分。

鉴于许多脉冲星也会发射伽马射线,刘等的团队还分析了NASA费米航天器的数据,以寻找PSR J2016+3711可能的伽马射线脉冲。然而,他们并没有发现来自该来源的伽马射线脉冲。研究人员补充说,需要更多的观测才能明确排除PSR J2016+3711作为伽马射线发射源。该研究的作者们总结说:"后续更长时间的射电观测将有助于获得更精确的计时解,可(更好地)用于折叠伽马射线数据来搜索脉冲。"