钱德拉和IXPE通过SN 1006超新星残余物揭开千年新发现

SN 1006是一千多年前观测到的一颗超新星，NASA的钱德拉望远镜和IXPE望远镜对它进行了广泛的研究，揭示了它的磁场和粒子加速的关键细节，有助于我们了解宇宙射线。

这幅超新星残余物 SN 1006 的新图像结合了 NASA 的成像 X 射线偏振探测仪和 NASA 的钱德拉 X 射线天文台的数据。红色、绿色和蓝色元素分别反映了钱德拉探测到的低能、中能和高能 X 射线。左上角紫色显示的是测量 X 射线光偏振的 IXPE 数据，另外还有代表残余物磁场向外运动的线条。资料来源：X射线： NASA/CXC/SAO（钱德拉）；NASA/MSFC/南京大学/P. Zhou et al. (IXPE); IR: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Image Processing： NASA/CXC/SAO/J.Schmidt

公元 1006 年 5 月 1 日，当这个现在被称为 SN 1006 的天体首次出现时，它的亮度远远超过金星，在白天可以连续数周可见。中国、日本、欧洲和阿拉伯世界的天文学家都记录了这一壮观的景象，后来人们了解到这是一颗超新星。

随着 20 世纪 60 年代太空时代的到来，科学家们能够在地球大气层上方发射仪器和探测器，以从地面阻挡的波长（包括 X 射线）观测宇宙。SN 1006 的残骸是第一代 X 射线卫星探测到的最微弱的 X 射线源之一。

这张新图片显示的是美国宇航局目前的两台 X 射线望远镜--钱德拉 X 射线天文台和成像 X 射线极坐标探测器（IXPE）--观测到的 SN 1006。在 SN 1006 的完整图像中，红色、绿色和蓝色分别表示钱德拉探测到的低能、中能和高能。测量 X 射线光偏振的 IXPE 数据被添加到了残余物的左上角，颜色为紫色。该角的线条代表了磁场的方向。

在此结果之前，对 SN 1006 的 X 射线观测提供了重要证据，证明超新星残余物可以从根本上加速电子，使其成为地球上探测到的高能宇宙射线的主要来源。钱德拉对SN 1006的观测结果表明，左上方和右下方超新星残余物尖锐边缘的磁场强度几乎是周围区域的10倍。这增强了粒子加速到高能量的能力。

IXPE 的新发现帮助验证并澄清了以下理论：SN 1006 的独特结构与其磁场方向有关，超新星爆炸波与其左上角和右下角边缘的磁场线最为吻合，能更有效地将高能粒子流送往这些方向。

研究人员说，这些结果证明了磁场与残余物高能粒子外流之间的联系。根据 IXPE 的研究结果，SN 1006 外壳中的磁场有些杂乱无章，但仍有一个优先方向。当原始爆炸产生的冲击波穿过周围气体时，磁场会随着冲击波的运动而排列。带电粒子被超新星爆炸原点周围的磁场困住，并在那里迅速得到加速。这些加速的高能粒子反过来又传递能量，使磁场保持强大和湍动。

描述这些结果的论文发表在2023年10月27日的《天体物理学杂志》上。

IXPE 是美国国家航空航天局和意大利航天局与 12 个国家的合作伙伴和科学协作者之间的一项合作。IXPE 由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心领导。总部位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德的波尔宇航公司与位于博尔德的科罗拉多大学大气和空间物理实验室共同管理航天器的运行。

美国宇航局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉 X 射线中心在马萨诸塞州的剑桥控制科学运行，在马萨诸塞州的伯灵顿控制飞行运行。

编译来源：ScitechDaily