IXPE天文台观测到蟹状星云及其脉冲星

作者:小菜 更新时间:2024-12-17 点击数:
简介:此张蟹状星云的图像结合了来自IXPE(洋红色)和钱卓拉X射线天文台(深紫色)的数据。

图片来源:IXPE / NASA / Chandra / CXC / SAO / K. Arcand / L. Frattare 据台北市立天文科学教育馆网站(编译 赵瑞青):1054年7月宋朝天文官看见了一颗如此明亮的天体,不仅在夜空中亮度仅次于月球,甚至连续23天都可以在白天

【千问解读】

  

IXPE天文台观测到蟹状星云及其脉冲星

  此张蟹状星云的图像结合了来自IXPE(洋红色)和钱卓拉X射线天文台(深紫色)的数据。

图片来源:IXPE / NASA / Chandra / CXC / SAO / K. Arcand / L. Frattare

  据台北市立天文科学教育馆网站(编译 赵瑞青):1054年7月宋朝天文官看见了一颗如此明亮的天体,不仅在夜空中亮度仅次于月球,甚至连续23天都可以在白天看见,并在《宋史天文志》中留下了详细的纪载。

此外,日本、阿拉伯和美洲原住民也记录了这颗恒星的爆炸。

而今日在那颗明亮恒星所在的位置上我们可以看到蟹状星云。

  蟹状星云及其脉冲星位于金牛座,又称为M1、NGC 1952或金牛座A,距离我们约6500光年。

于1731年由一位英国外科医生暨天文学家约翰.贝维斯(John Bevis)所发现,之后法国天文学家梅西耶在1758年也发现同一星云。

蟹状星云的名字源自于1844年由爱尔兰天文学家罗斯伯爵(Lord Rosse)绘制图象中的样子。

蟹状星云脉冲星,也称为PSR B0531+21,是蟹状星云中心的恒星,是一颗直径约25公里的年轻中子星,但其质量却相当于近100万个地球。

脉冲星发出无线电波束,每秒旋转30次,如同灯塔般,每次旋转都会产生闪光。

  为了更加了解这颗神秘的超新星遗迹,几乎每座最近的大型望远镜都曾指向蟹状星云。

但只有美国航天总署(NASA)的IXPE(Imaging X-ray Polarization Explorer),得以研究来自星云的X射线偏振,偏振是衡量电磁场组织的一种度量。

蟹状星云是研究最多的高能天体之一,其在X射线中非常明亮,X射线偏振为科学家提供了磁场指向宇宙物体不同部分的方向以及磁场有序程度的线索。

  在整个星云中,虽然IXPE发现的平均偏振与马丁.魏斯科普夫(Martin Weisskopf)博士及其同事在1970年代所做的大致相同,但IXPE能够细化偏振的角度,改进偏振角度并检查整个物体的偏振差异。

因此天文学家在星云外部看到极化程度较高的区域,而在距离脉冲星数光年之处所见的极化程度较低。

这使他们不仅可以研究来自蟹状星云的X射线,还可以研究来自脉冲星本身或其周围磁场的X射线。

研究结果表明,这些X射线起源于外部磁场称为「风」区域,尽管确切位置和方式仍然未知,在磁场中,脉冲星的「风」产生的冲击波以接近光速的速度推动粒子。

相关研究成果将发表于《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊上。

天文学家确认梅西的星系是最早被观测到的

    光谱观测显示,梅西的星系,以史蒂文·芬克尔斯坦的女儿命名,在大爆炸后3.9亿年被探测到。

这使得它成为有史以来观测到的四个最早确认的星系之一。

鸣谢:uux.cn/NASA/STScI/CEERS/TACC/德克萨斯大学奥斯汀分校/S. Finkelstein/M. Bagley  据奥斯汀的德克萨斯大学:多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜,天文学家们竞相寻找曾经瞥见过的一些最早的星系,现在已经证实,去年夏天首次探测到的一个星系实际上是迄今发现的最早的星系之一。

这些发现发表在《自然》杂志上。

  自从首次探测到Maisie星系以来的后续观测显示,它来自大爆炸后的3.9亿年。

尽管这并不像德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家史蒂文·芬克尔斯坦领导的团队去年夏天首次估计的那样早,但它仍然是观测到的四个最早确认的星系之一。

  “关于梅西的星系令人兴奋的是,它是JWST发现的第一个遥远的星系之一,而且是第一个被光谱证实的星系,”德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学教授芬克尔斯坦说,他是《自然》杂志论文的作者,也是宇宙进化早期发布科学调查(CEERS)的首席研究员。

他以他女儿的名字命名了这个星系,因为它是在她生日那天被发现的。

  最新的分析由第一作者巴勃罗·阿拉巴尔·哈罗领导,他是美国国家科学基金会国家光学-红外天文学研究实验室的博士后研究员。

除了芬克尔斯坦,来自德克萨斯大学奥斯汀分校的合着者还有凯特琳·凯西、米凯拉·巴格利、凯瑟琳·奇沃洛夫斯基和藤本诚治。

  CEERS团队目前正在评估大约10个其他星系,它们可能来自比Maisie更早的时代。

  太空中的物体不会印上时间标记。

为了推断我们观察到的光何时离开一个物体,天文学家测量了它的红移,即它的颜色因远离我们而移动的量。

因为我们生活在一个膨胀的宇宙中,我们看的时间越久远,物体的红移就越高。

  最初对红移(以及大爆炸后的时间)的估计是基于光度学,即使用少量宽频率滤光器的图像中的光亮度。

这些估计是利用CEERS在该望远镜第一个观测季节最初分配的时间内收集的数据做出的。

  为了获得更准确的估计,CEERS团队申请了JWST光谱仪器NIRSpec的后续测量,该仪器将物体的光分成许多不同的窄频率,以更准确地识别其化学组成,热量输出,内在亮度和相对运动。

根据这一最新的光谱分析,Maisie星系的红移为z=11.4。

  这项研究还研究了CEERS-93316,这是一个最初由爱丁堡大学领导的团队在公开可用的CEERS数据中发现的星系,最初估计是在大爆炸后令人惊讶的2.5亿年观察到的。

通过进一步分析,研究小组发现CEERS-93316的红移更适中,z=4.9,这相当于大爆炸后约10亿年。

  事实证明,CEERS-93316中的热气在与氧和氢相关的几个窄频带中发出如此多的光,以至于它使星系看起来比实际上更蓝。

这种蓝色的投射模仿了芬克尔斯坦和其他人期望在早期星系中看到的特征。

这是由于光度测量方法的一个怪癖,它只发生在红移大约为4.9的物体上。

芬克尔斯坦说这是一个运气不好的例子。

  “这是一种奇怪的情况,”芬克尔斯坦说。

“在光谱观测到的数十个高红移候选者中,这是唯一一个真实红移比我们最初猜测的要小得多的例子。

”  这个星系不仅呈现出不自然的蓝色,而且比我们目前的模型预测的宇宙早期形成的星系要亮得多。

  芬克尔斯坦说:“要解释宇宙如何能在如此短的时间内创造出如此巨大的星系,这的确是一个挑战。

”。

“所以,我认为这可能永远是最有可能的结果,因为它如此极端,如此明亮,如此明显的高红移。

美如画:赫歇尔天文台记录新恒星的诞生过程

恒星的诞生,是一个混乱而美妙的过程。

你可以从中了解到我们的宇宙是如何形成,并将在未来如何发展。

欧洲宇航局(ESA)刚刚发布了一张恒星诞生的新照片,它由赫歇尔天文台(Herschel Observatory)上的红外仪器所拍摄,记录了星空中一个迷人而动荡的区域所发生的事。

故事发生在8000光年外的Vulpecula OB1(也是银河系中某些最大的恒星的所在处)。

  赫歇尔的红外仪器,揭示了该星云中可见光观测不到的复杂结构。

赫歇尔的红外仪器探测  在周围物料的环绕下,该区域诞生了O-型和B-型恒星,(超)特大质量恒星的燃烧热度和亮度都非常高,存活不久就走向了超新星爆发的结局,向星云传递去了冲击波、并导致了新恒星的诞生。

  上图由赫歇尔天文台经过五种不同的红外波长所拍摄,揭示了一些无法用肉眼观察到的“冷物质”区域。

恒星的辐射推动、压缩了这些物质,直到其坍缩为一颗新恒星。

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