一架旨在观察扭曲的 X 射线宇宙的新型望远镜刚刚发回了有史以来的第一个成像数据。
成像 X 射线偏振测量探测器 (IXPE)是美国宇航局和意大利航天局的一个联合项目,将目光投向了银河系最著名的爆炸之一:仙后座 A。
它距离我们 11,000 光年,是一颗被认为在 1690 年代爆炸的恒星的膨胀残余物,它是银河系中研究最深入的天体之一,有充分的理由——它为我们提供了一些宝贵的见解。超新星。
仙后座 A 发射多种波长的光,包括射电、光学,当然还有 X 射线。事实上,来自 NASA 另一个 X 射线天文台钱德拉 (Chandra) 的第一张科学图像也是仙后座 A (Cassiopeia A)。
2005 年仙后座 A 的合成图,结合了哈勃、斯皮策和钱德拉的数据。 (美国宇航局/加州理工学院喷气推进实验室)
但 IXPE 正在以一种我们从未见过的方式向我们展示这个物体。
“仙后座 A 的 IXPE 图像与同一个超新星遗迹的钱德拉图像一样具有历史意义,”天文学家兼 IXPE 首席研究员 Martin C. Weisskopf 说道美国宇航局马歇尔太空飞行中心。
“它表明 IXPE 有潜力获得有关 Cassiopeia A 的新的、前所未见的信息,目前正在对其进行分析。”
仙后座 A 发生了很多事情。在它死亡之前,这颗前身恒星是一个巨大的物体,当它耗尽燃料时,它变得不稳定,喷射出它的外层,形成一团星际物质云。因此,当超新星最终发生时,冲击波并没有进入原始空间,而是进入相对密集的云层。
这种强烈环境中产生的冲击和磁场可以产生同步加速器,加速电子,产生高能 X 辐射。
钱德拉进行了令人着迷的探索;例如,将钱德拉数据与其他波长的光相结合,使天文学家能够映射不同的元素在仙后座 A 中,在巨大的爆炸中喷出。
IXPE 专门设计用于研究 X 射线的偏振方式。当光从光源发出时,其波会向各个方向定向。当光遇到介质时,情况就会发生变化。
例如,穿过气体可以吸收一些方向。物体的反射也会改变某些波长的方向。我们称这种效应为极化效应。
对于像仙后座 A 这样的天体,详细的偏振数据将告诉我们更多有关超新星遗迹内部环境的信息。它将揭示更多关于光如何被吸收和反射,以及超新星产生的磁场纠缠的信息。
IXPE 的仙后座 A 的 X 射线光强度图(NASA)
“IXPE 未来的偏振图像应该会揭示这个著名宇宙加速器的核心机制,”天文学家罗杰·罗马尼说斯坦福大学的。
“为了填补其中一些细节,我们开发了一种方法,使 IXPE 的测量更加精确,使用技术。我们期待在分析所有数据时会发现什么。”
该望远镜还将在近地轨道上探测来自银河系和更广阔宇宙中一些最高能源的 X 射线的偏振。其中包括中子星,, 磁星,,以及闪耀着宇宙中最亮光芒的类星体星系。 IXPE 还将绘制光强度、到达时间和天空位置图。
Cassiopeia A 是一个很好的起点。
“仙后座 A 的 IXPE 图像非常漂亮,”天文学家兼 IXPE 首席研究员 Paolo Soffitta 说道意大利国家天体物理研究所(INAF)的博士说:“我们期待着分析偏振数据,以更多地了解这个超新星遗迹。”