文：莫心海
【编者注】宇宙的浩渺对人类永远是个迷，无从知道其实质。现代天文学所认识到的只是用现代高科技捕捉到的天体在人类空间能观察到的变化瞬间，科学家抓住这一刻的观测数据，提出理论，假说，象盲人摸象，难以窥探到整体和其本质所在。如果只在人类这个空间去探索宇宙的奥秘，终归是竹篮打水一场空。希望读者从现代天文的发现中，能思考宇宙、人体、生命的真正意义何在。
距离地球近 1000 光年的地方有一颗旋转的、高度磁化的中子星，它的密度非常大，一汤匙的重量相当于珠穆朗玛峰的重量。它的名字是船帆脉冲星（Vela Pulsar）。
2023年10 月 5 日，科学家们宣布，来自纳米比亚高能立体系统 (HESS) 天文台的数据表明，船帆座似乎释放了有史以来探测到的来自脉冲星的最高能量伽马光子辐射。这个物体似乎发出了能量高达20 太电子伏 (TeV)，即 20 万亿电子伏的伽马射线光子（1电子伏特等于单个电子被1伏特的电加速后获得的能量）。
法国天体粒子与宇宙学实验室的发现小组负责人兼科学家 贾纳提-阿塔（Arache Djannati-Ataï） 表示，为了综合考虑这一点，你需要大约 2,000,000 个典型的太阳耀斑光子才能产生一个 20 TeV 的光子。“与可见光相比，需要大约 20万亿个 可见光子。”
船帆座脉冲星（位于中心）及其磁层的艺术家印象图，磁层的边缘由明亮的圆圈标记。 向外行进的蓝色轨迹代表加速粒子的路径。 它们通过与磁层中发射的红外光子（红色）碰撞，沿着旋转螺旋臂产生伽马辐射。（图片来源：DESY 科学传播实验室）
虽然船帆座是一颗相当“正常”的脉冲星，每秒自转 11 次，但研究人员解释说，它是天文学的一个关键课题，因为它距离我们非常近——从宇宙角度来说，就是这样。
通常，脉冲星预计会发射能量低于数十吉电子伏 (GeV) 的辐射，更不用说达到 TeV 的极端范围了。（1 吉电子伏=10 亿电子伏）。
贾纳提-阿塔说：“我们一直在寻找来自船帆座的脉冲发射，但检测到达到 20 TeV 的光子确实令人惊讶。” 迄今为止唯一一颗具有 TeV 级发射的脉冲星是蟹状脉冲星，它距离地球6,000 多光年，但即便如此，发射能量也只达到了 1 TeV 左右。
最后，在我们讨论这一高能观测的一些含义之前，还有另一个关于船帆座的有趣发现值得讨论。
冒着简化的风险，研究小组发现船帆座的高能光子对应于以前未知的脉冲星光谱成分。脉冲星的“光谱”是指代表该物体发射的所有不同光强度和能量的图表。
因此，从本质上讲，通过 Vela 的频谱，该团队注意到 TeV 排放和较低水平排放之间存在急剧上升的模式和明显的断裂。这意味着高能光子不可能是低能光子的延续，直到达到 TeV 状态。“这与蟹状脉冲星形成鲜明对比，”贾纳提-阿泰说，蟹状脉冲星的能谱是其 GeV 发射的延续。
“在宇宙天体动物园中，脉冲星是非常棒的，”贾纳提-阿泰说。“它们是宇宙实验室，具有令人难以置信的功能，是我们迄今为止在地球上无法到达的。”
此外，贾纳提-阿塔伊表示，这些发现对我们对脉冲星辐射源的理解提出了严格的限制。目前，科学家认为来源是脉冲星磁层中产生并加速的快速移动电子，然后电子向物体的外围移动。然而，这个模型并没有真正解释团队的观察结果；需要发生其他事情才能产生能量高达 20 TeV 的辐射。至于是什么过程能发出这么高能的伽马射线，天文学家目前还没有线索。
关于这些结果的研究发表在 10 月 5 日的《自然天文学》杂志上。
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来源:正见新闻网
