قوی‌ترین میدان مغناطیسی دنیا کشف شد

ستاره‌های نوترونی قوی‌ترین میدان‌های مغناطیسی در جهان را ایجاد می‌کنند. این میدان‌های مغناطیسی، نزدیک به سطح یک ستاره نوترونی، تنها با جستجوی ویژگی‌های پراکندگی تشدید سیکلونی (CRSF) به طور دقیق و مستقیم قابل اندازه گیری هستند. تیم Insight-HXMT یک خط جذب سیکلوترون در ستاره نوترونی پرتو ایکس Swift J ۰۲۴۳.۶+۶۱۲۴ کشف کرد که به معنای میدان مغناطیسی سطحی بیش از ۱.۶ میلیارد تسلا است.

مطالعات به دست آمده توسط آزمایشگاه کلیدی اخترفیزیک ذرات در مؤسسه فیزیک انرژی بالا (IHEP) آکادمی علوم چین و مؤسسه اخترشناسی و اخترفیزیک، مرکز کپلر برای اخترفیزیک و فیزیک ذرات، دانشگاه توبینگن به دست آمدند.

دو سال پیش، تیم Insight-HXMT کشف یک خط جذب سیکلوترون ۹۰ کو از یک ستاره نوترونی در سیستم دوتایی پرتو ایکس GRO J ۱۰۰۸-۵۷ را گزارش کرد که مربوط به میدان مغناطیسی سطحی ۱ میلیارد تسلا بود. ماهواره نجوم بار‌ها توانایی خود را در کشف طیف انرژی نشان داد و این بار رکورد قبلی خود را شکست.

یک سیستم دوتایی پرتو ایکس ستاره نوترونی شامل یک ستاره نوترونی و ستاره همراه آن است. گاز ستاره همراه به سمت ستاره نوترونی می‌رود، یک قرص برافزایشی را تشکیل می‌دهد و تابش پرتو ایکس قدرتمندی را آزاد می‌کند. چنین گسیل‌هایی منجر به تشکیل سیگنال‌های پالس پرتو ایکس دوره‌ای می‌شوند که در نتیجه تپ‌اختر اشعه ایکس نامیده می‌شوند.

مشاهدات قبلی نشان داده است که چنین تپ اختر‌هایی دارای ساختار‌هایی در طیف تابش اشعه ایکس خود هستند که به خطوط جذب سیکلوترون معروف هستند. از این پدیده می‌توان برای اندازه گیری مستقیم قدرت میدان مغناطیسی نزدیک سطح یک ستاره نوترونی استفاده کرد، زیرا انرژی ساختار جذب با قدرت میدان مغناطیسی سطح مطابقت دارد.

اندازه‌گیری میدان مغناطیسی مستقیم توسط Insight-HXMT بر اساس خط جذب سیکلوترون، مرتبه‌ای بزرگ‌تر از اندازه‌گیری با استفاده از روش‌های غیرمستقیم است. این اولین شواهد محکمی است که نشان می‌دهد ساختار میدان مغناطیسی یک ستاره نوترونی پیچیده‌تر و نامتقارن‌تر از یک جزء متقارن میدان مغناطیسی ستاره نوترونی تشکیل شده است.