NASA的IXPE(成像X射线偏振测量探测器)望远镜捕获了超新星遗迹SN1006的第一张偏振X射线图像。新结果扩展了科学家对磁场与爆炸产生的高能粒子流之间关系的理解星星。

“磁场极难测量，但IXPE为我们探测磁场提供了一种有效的方法，”中国江苏南京大学的天体物理学家周平博士说，他是一篇有关该发现的新论文的主要作者。在天体物理学杂志上上。“现在我们可以看到SN1006的磁场是动荡的，但也呈现出有组织的方向。”

SN1006位于距离地球约6,500光年的天狼星星座，是一次巨大爆炸后仅存的残骸，这次爆炸发生在两颗白矮星爆炸时或一颗白矮星从伴星中吸走过多质量时。公元1006年春天，中国、日本、欧洲和阿拉伯世界的观察者首次发现了它的光，肉眼可见它的光至少三年了。现代天文学家仍然认为它是有记录的历史上最明亮的恒星事件。

自从现代观测开始以来，研究人员发现了该遗迹的奇怪双重结构，与其他圆形超新星遗迹明显不同。它还具有可在X射线和伽马射线带中识别的明亮“肢体”或边缘。

“鉴于IXPE结合了X射线偏振灵敏度和空间解析发射区域的能力，诸如SN1006等近距离、X射线明亮的超新星遗迹非常适合IXPE测量，”大学空间部门的DouglasSwartz说道。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的研究协会研究员。“这种集成能力对于定位宇宙射线加速站点至关重要。”

先前对SN1006的X射线观测提供了第一个证据，证明超新星遗迹可以从根本上加速电子，并帮助识别爆炸恒星周围快速膨胀的星云，作为高能宇宙射线的诞生地，这种射线可以以接近光速的速度传播。

科学家推测SN1006的独特结构与其磁场方向有关，并推测东北和西南的超新星爆炸波沿着与磁场一致的方向移动，更有效地加速高能粒子。

该论文的合著者、香港大学高能天体物理学家杨一荣博士表示，IXPE的新发现有助于验证和澄清这些理论。

“从我们的光谱偏振分析中获得的偏振特性与其他方法和X射线天文台的结果非常吻合，强调了IXPE的可靠性和强大的能力。我们第一次可以绘制更高能量下超新星遗迹的磁场结构。增强的细节和准确性，使我们能够更好地了解驱动这些粒子加速的过程，”杨说。

研究人员表示，结果证明了磁场与遗迹的高能粒子流出之间的联系。根据IXPE的发现，SN1006外壳中的磁场有些混乱，但仍然具有首选方向。当原始爆炸产生的冲击波穿过周围的气体时，磁场与冲击波的运动一致。带电粒子被爆炸原点周围的磁场捕获，在那里它们很快就会受到加速度的爆发。那些高速运动的高能粒子反过来又传递能量，以保持磁场强大和湍流。

自2021年12月发射以来，IXPE已观测到三颗超新星遗迹：仙后座A、第谷和现在的SN1006，帮助科学家更全面地了解这些现象周围磁场的起源和过程。

科学家们惊讶地发现，SN1006比其他两个超新星遗迹的极化程度更高，但所有三个超新星遗迹都显示出从爆炸中心向外指向的磁场。随着研究人员继续探索IXPE数据，他们正在重新调整对粒子如何在此类极端物体中加速的理解。