一個國際科學家團隊發(fā)現(xiàn)了有關450年前發(fā)現(xiàn)爆炸的恒星遺骸的新信息。這些結果為泰坦尼克號恒星爆炸（稱為超新星）產(chǎn)生的沖擊波條件如何將粒子加速到接近光速提供了新的線索。

超新星遺跡被稱為第谷，以丹麥天文學家第谷·布拉赫的名字命名，他在1572年注意到仙后座中這顆新“恒星”的明亮光芒。在這項新研究中，天文學家使用美國宇航局的成像X射線偏振探測器（IXPE）來研究來自第谷超新星遺跡的偏振X射線。

IXPE首次揭示了靠近沖擊波的磁場幾何形狀，沖擊波仍在從最初的爆炸中傳播，并在噴射材料周圍形成邊界。了解磁場的幾何形狀使科學家能夠進一步研究粒子如何在那里加速。

“作為所謂的歷史超新星之一，第谷過去曾被人類觀測到，并產(chǎn)生了持久的社會甚至藝術影響，”羅馬意大利國家天體物理研究所的研究員里卡爾多·費拉佐利博士說，該研究所與美國宇航局合作執(zhí)行IXPE任務?！霸谒状纬霈F(xiàn)在天空中450年后，來到這里，再次用新的眼光看到這個物體并從中學習，這真是令人興奮。Ferrazzoli是新發(fā)表的第谷研究結果的主要作者，該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最新一期的《天體物理學雜志》上。

測量X射線偏振告訴科學家構成來自第谷等高能源的X射線的光波磁場的平均方向和順序。偏振X射線是由電子在磁場中移動的過程產(chǎn)生的，這個過程稱為“同步加速器發(fā)射”。來自X射線的偏振方向可以映射回產(chǎn)生X射線的位置的磁場方向。這些信息有助于科學家解決天體物理學中的一些最大問題，例如第谷和其他物體如何比地球上最強大的粒子加速器加速粒子更接近光速。

“超新星遺跡成為巨型粒子加速器的過程涉及秩序與混沌之間的微妙舞蹈，”馬薩諸塞州劍橋哈佛大學天體物理中心的高級天體物理學家Patrick Slane說?！靶枰獜姸牧鞯拇艌觯獻XPE向我們表明，也涉及大規(guī)模的均勻性或相干性，一直延伸到加速發(fā)生的地點。

在數(shù)十年的運行中，美國宇航局的錢德拉X射線天文臺多次觀測第谷超新星遺跡，幫助研究人員對這一迷人的地層做出具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)。憑借其識別和跟蹤偏振X射線的能力，IXPE建立在錢德拉奠定的基礎之上。來自IXPE的信息使科學家能夠更好地了解宇宙射線，滲透到我們銀河系的高能粒子被超新星遺跡加速的過程。

IXPE幫助繪制了第谷磁場的形狀，具有前所未有的清晰度和規(guī)模。雖然以前的天文臺已經(jīng)用無線電波觀察了第谷的磁場，但IXPE在小于一秒差距或大約3.26光年的尺度上測量了場的形狀 - 就人類經(jīng)驗而言，這是一個巨大的尺寸，但最接近的研究人員已經(jīng)觀察到這些遙遠現(xiàn)象之一發(fā)出的高能量“宇宙射線”的來源。當科學家探索粒子在初始爆炸的沖擊波之后如何加速時，這些信息很有價值。

研究人員還記錄了IXPE在第谷和仙后座A超新星遺跡的發(fā)現(xiàn)之間的相似之處和令人驚訝的差異，這是早期的研究對象。兩個超新星遺跡中磁場的總體方向似乎是徑向的，沿著向外延伸的方向延伸。但第谷產(chǎn)生的X射線偏振程度比仙后座A高得多，這表明它可能擁有更有序，更少湍流的磁場。

第谷超新星被歸類為Ia型，當雙星系統(tǒng)中的一顆白矮星撕碎它的伴星，捕獲其部分質量并引發(fā)劇烈爆炸時，就會發(fā)生這種情況。白矮星的消失使碎片以極快的速度沖入太空。這些事件通常被認為是太空中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)銀河宇宙射線的來源，包括那些不斷轟擊地球大氣層的射線。

第谷超新星爆炸本身釋放的能量相當于太陽在10億年中釋放的能量。這種光彩使第谷超新星在1572年地球上肉眼可見，當時布拉赫和其他觀星者發(fā)現(xiàn)了它，可能包括8歲的威廉莎士比亞，他將繼續(xù)在17世紀初的“哈姆雷特”的早期段落中描述它。

IXPE是美國宇航局和意大利航天局與12個國家的合作伙伴和科學合作者之間的合作。IXPE由位于阿拉巴馬州亨茨維爾的NASA馬歇爾太空飛行中心領導。Ball Aerospace總部位于科羅拉多州布魯姆菲爾德，與科羅拉多大學博爾德的大氣和空間物理實驗室一起管理航天器運營。