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IC 443:水母星云诞生之谜

水母星云(学名IC 443)是一个距离地球5000光年的超新星遗迹。

天文学家们一直在形成遗迹的爆炸中寻找旋转的中子星或脉冲星。

钱德拉(Chandra)X射线天文台的新观测可能发现了一颗位于水母星云南部边缘的脉冲星。

X射线数据还提供了有关该脉冲星结构和性质的新细节。


水母星云,学名IC 443,是一个距离地球5000光年的超新星遗迹。钱德拉(Chandra)X射线天文台最新的观测显示,形成水母星云的爆炸也许同时造就了一个位于超新星遗迹南部边际的特殊星体——CXOU J061705.3+222127, 简称J0617。这个物质很可能是一个高速旋转的中子星,或脉冲星。


当一个大质量恒星的热核燃料耗尽后,它会在内部形成一个高密度的星体内核,叫中子星。恒星的外层会向中子星塌缩、被反弹,继而在超新星爆炸中向外喷射。旋转的能够产生辐射的中子星叫脉冲星。辐射像灯塔发出的光一样扫动,以无线电波和其他形式辐射的脉冲被我们检测到。


这幅新合成的图像(文首图)包含了一位天文摄影家的宽视场图,展露了IC 443壮观的细丝状结构。小图中结合了另一个来自数字化巡天(Digitized Sky Survey)的光学影像(红色,绿色,橙色,青色的部分)和来自钱德拉(Chandra)的X射线图像(蓝色部分)。小图是J0617附近区域的特写。



J0617附近区域特写


在钱德拉(Chandra)的图像中,脉冲星被一个小圆环包围着,一个喷流状的大约上下指向的结构穿过脉冲星。目前还不清楚这些粉色的长丝状光线是否与脉冲星有关,因为在IC 443中找到过类似的丝状物与脉冲星的X射线特征无关。环状物可能表示的是一个飞离中子星的高速粒子流突然减速的区域。 或者,它可能表示在脉冲星风之前的一束激波(类似声爆)。喷流可能是被脉冲星喷射出的窄束高速粒子流。


J0617的X射线亮度和X射线光谱(即X射线在不同波长处的分布),都与已确认的脉冲星资料相符。在J0617周围和远超出环状物外的的弥散或展开的X射线辐射的光谱和形状也与对脉冲星风的预期相吻合。


X射线图像中心放大图


像彗星一样的弥散X射线形状说明它正在向图片的右下方移动。根据之前的研究,如果这颗脉冲星沿着直线远离该超新星遗迹的话,X射线发射的方向与预期足足偏了50度。这个偏差使大家对脉冲星与超新星遗迹的关联性产生了怀疑。但是,这个偏差可以是由于超新星遗迹中的物质向左边移动导致J0617的“彗星尾巴”偏离。


近期的研究指出该超新星遗迹约有数万年的年龄。这与之前的结果——IC 443从形成之今约有30000年相符。但是,其他科学家提出一些更小的年纪——3000岁,所以它的真实年龄还不能确定。


这些发现现已在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上发表,并可以在线查看。(本文由傅煜铭校核。)


相关作者:

Douglas Swartz (Marshall Space Flight Center),

George Pavlov (Penn State University),

Tracy Clarke (Naval Research Laboratory),

Gabriela Castelletti (IAEF, Argentina),

VyacheslavZavlin (MSFC),

NiccoloBucciantini (INAF, Italy),

Margarita Karovska (Smithsonian Astrophysical Observatory),

Alexander van der Horst (George Washington University),

MihokoYukita (Goddard Space Flight Center),

Martin Weisskopf (MSFC).

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