NASA 揭露神祕太空 X 射線來源：中子星粒子風而非輻射盤

NASA 7 月 20 日宣布重大天文發現，揭示神祕太空 X 射線來源。研究由國際天文學家團隊主持，使用 NASA 成像 X 射線偏振探測器（IXPE）及多個觀測站，觀測名為 PSR J1023+0038 的快速旋轉中子星。

結果顯示，強烈X射線並非來自先前認為的輻射盤，而是中子星自身混亂高能粒子風。這發現挑戰舊模型，顯示中子星輻射的單一強大機制，死去恆星仍能驚人地照亮宇宙。

PSR J1023+0038是特殊星系系統，有一顆快速旋轉的中子星，並從較小伴星吸取物質，形成圍繞中子星的輻射盤。中子星也是脈衝星，旋轉發出強烈輻射束，類似燈塔掃描附近海面。系統特別處在兩種相位間切換：一種相位脈衝星積極吸引伴星物質，另一相位較安靜，發出可檢測的無線電波脈衝。

研究員的主要問題是：X射線來源究竟是什麼？答案有助廣泛理論，涉及粒子加速、吸積物理學及中子星周圍環境。最終結果讓科學家驚訝：X射線來自脈衝星風，是混亂氣體、衝擊波、磁場和接近光速的粒子混合物，會撞擊輻射盤。

為了確定這點，天文學家需要測量X射線和光學光偏振角度。偏振是衡量光波組織程度的方式之一，用IXPE觀測X射線偏振，並與智利歐洲南方天文台的非常大望遠鏡的光學偏振比較。IXPE於2021年12月發射，已觀測多顆脈衝星，J1023就是第一個此類系統。

科學家在不同波長發現相同偏振角度，為觀察到光源提供有力證據，顯示為一致物理機制支撐我們觀察到的光。這解釋挑戰中子星在雙星系統輻射的傳統觀念，因以前模型認為X射線來自輻射盤，新研究顯示其實源自脈衝星風。

NASA馬歇爾太空飛行中心的天體物理學家Philip Kaaret表示：「IXPE觀測到許多孤立脈衝星，並發現脈衝星風驅動X射線。新觀測顯示，脈衝星風驅動系統大部分能量輸出。」天文學家將繼續研究過渡性毫秒脈衝星，評估觀察到的物理機制與其他脈衝星及脈衝星風星雲，有助完善理論模型，描述脈衝星風如何產生輻射，並更接近完全理解非凡宇宙系統的物理機制。

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（首圖來源：Marco Maria Messa, University of Milan / INAF-OAB; Maria Cristina Baglio, INAF-OAB）