“法拉第效應(yīng)”是測(cè)量磁星磁場(chǎng)的基礎(chǔ)(上)
射電天文學(xué)家第一次在銀河系中心的附近區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一顆磁星,磁星成為進(jìn)一步探測(cè)銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的參照物。銀河系中心附近的磁星有極強(qiáng)的磁場(chǎng),脈沖磁星和它的相關(guān)特性可以作為“前哨”,天文學(xué)家將觀測(cè)視角一直延伸到銀河系中心超大的黑洞。德國波恩的馬克斯·普朗克研究所的射電天文學(xué)家第一次測(cè)量了銀心附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度,脈沖星發(fā)出了超強(qiáng)的磁場(chǎng),控制了外圍物質(zhì)向黑洞的流動(dòng),黑洞巨大的引力形成了深不可測(cè)的“時(shí)空陷阱”,黑洞周圍的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化為X—射線,集中向外輻射,黑洞X—射線的噴發(fā)受到脈沖星超強(qiáng)磁場(chǎng)的影響。
脈沖星沿著銀心內(nèi)超大質(zhì)量黑洞的周圍軌道公轉(zhuǎn),銀心被稱為人馬座A源,簡稱sgrA*,過去20多年,脈沖星天文學(xué)家一直將銀心附近區(qū)域的脈沖星作為重點(diǎn)的研究對(duì)象之一。極其精確的脈沖星是“宇宙的時(shí)鐘”,脈沖星有計(jì)時(shí)功能,天文學(xué)家可以測(cè)定周圍時(shí)空的特性,檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對(duì)論在極端物理?xiàng)l件下的適用性。NASA的斯威夫特望遠(yuǎn)鏡最先發(fā)現(xiàn)了銀心方向X—射線信號(hào)的閃爍,NASA的NuSTAR望遠(yuǎn)鏡也接收了射電脈沖的信號(hào),脈沖周期為3.76秒。馬克斯·普朗克研究所下屬的射電天文學(xué)所(MPIFR)的研究人員在艾菲爾斯堡射電天文臺(tái)進(jìn)行了相應(yīng)的觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析。

馬克斯·普朗克研究所下屬的射電天文學(xué)所(MPIFR)的物理學(xué)家拉爾夫·伊塔夫解釋說,脈沖星發(fā)出了周期性波動(dòng)的信號(hào),在NuSTAR觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,科學(xué)團(tuán)隊(duì)使用了艾菲爾斯堡射電天文臺(tái)100米直徑的圓盤天線,大口徑射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了銀心方向,第一次接收的信號(hào)不夠清晰,有一些模糊的脈沖星信號(hào),第二次接收的信號(hào)十分清晰,活躍的脈沖信號(hào)顯示了清晰而明亮的光源特征,他們檢測(cè)到了銀心附近發(fā)出的脈沖信號(hào),一時(shí)沉浸在喜悅和興奮的氣氛中。
從銀心發(fā)出了非常特別的脈沖信號(hào),科學(xué)團(tuán)隊(duì)十分謹(jǐn)慎,花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力,脈沖信號(hào)被證明是來源于深空的某個(gè)天體,而不是地球上某種人為因素產(chǎn)生的無線電干擾電波。NuSTAR望遠(yuǎn)鏡最先接收了脈沖信號(hào),世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了跟蹤觀測(cè),平行觀測(cè)反復(fù)核實(shí)了發(fā)現(xiàn)的結(jié)果。英國的焦德雷爾班克射電天文臺(tái)建造了非常大型的射電望遠(yuǎn)鏡陣列,天文臺(tái)的埃文·基恩解釋了觀測(cè)的結(jié)果,星期六的清晨六點(diǎn),他們正在計(jì)算磁場(chǎng)的磁通密度,在那一時(shí)刻,他們接收了非常強(qiáng)烈的磁星信號(hào),確定了脈沖星射電波的特性。

馬克斯·普朗克研究所位于艾菲爾斯堡的射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了銀心區(qū)域,望遠(yuǎn)鏡當(dāng)初設(shè)定了這一目標(biāo),在長達(dá)40多年的時(shí)間,位于艾菲爾斯堡的射電望遠(yuǎn)鏡沒有發(fā)現(xiàn)銀心的脈沖星信號(hào),現(xiàn)在第一次檢測(cè)到了銀心附近的脈沖信號(hào)源。國際科學(xué)界的信息交換機(jī)制產(chǎn)生了作用,否則,他們?nèi)詫o功而返。荷蘭拉德邦內(nèi)梅特大學(xué)的海諾·法爾克教授解釋說,他們有時(shí)不得不耐心等待,耐心是科學(xué)家的一種品質(zhì),在科學(xué)探索中付出了艱苦努力,最后取得成功,科學(xué)家第一次在銀心附近發(fā)現(xiàn)了一顆超強(qiáng)磁場(chǎng)的脈沖星。
這顆脈沖星被命名為PSRJ1745—2900,屬于一個(gè)特別的脈沖星子群。磁星通常有超強(qiáng)的磁場(chǎng),強(qiáng)度達(dá)到了1億(10的8次方)特斯拉,磁星的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約為普通中子星的1000多倍,磁星的磁場(chǎng)強(qiáng)度比地球高出了1000000億倍或100萬的億倍?!胺ɡ谛?yīng)”驅(qū)動(dòng)了極強(qiáng)磁場(chǎng),激發(fā)了磁極化平面的旋轉(zhuǎn),天文學(xué)家通過對(duì)極化平面旋轉(zhuǎn)的測(cè)量計(jì)算了脈沖星的磁場(chǎng)強(qiáng)度。星系中心有大質(zhì)量的黑洞,黑洞附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)重要的物理指標(biāo),黑洞逐漸吞噬了周圍的物質(zhì),被吞噬的物質(zhì)主要是熱的電離化氣體,吞噬過程形成了吸積機(jī)制,向黑洞內(nèi)流動(dòng)的吸積氣體激發(fā)了磁場(chǎng)效應(yīng),磁星的超強(qiáng)磁場(chǎng)也影響了吸積氣體的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特征。

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