天文学家探测到新的脉冲星风星云及其相关的脉冲星

汪雨甘捍

银道面区域和波托里的合成图像，红色层显示1368兆赫的ASKAP总强度图像，绿色和蓝色层分别代表12米和22米的WISE红外图像。已知的银河信噪比由红色圆圈表示(绿色，2019，2022)，而已知的银河HII区域由绿色圆圈标记(Anderson等人，2014)。方框突出显示了深感兴趣的部分。插图是ASKAP放大图像，显示了Potoroo，其中一个红色十字标记了X射线源的位置，而红色虚线是Potoroo的对称轴，对应于本文研究的尾巴长度。学分:arXiv (2023)。DOI: 10.48550/arxiv.2312.06961

（）据美国物理学家组织网（托马斯·诺瓦克斯基）：来自澳大利亚西悉尼大学和其他地方的天文学家报告说，他们探测到了一个新的脉冲星风星云和为其提供能量的脉冲星。这一发现发表在12月12日发表在预印服务器arXiv上的一篇论文中，是利用澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)以及MeerKAT和巴夏礼射电望远镜获得的。

脉冲星风星云(PWNe)是由脉冲星的风驱动的星云。脉冲星风由带电粒子组成；当它与脉冲星的周围环境碰撞时，特别是与缓慢膨胀的超新星爆发物碰撞时，它会产生一个PWN。

PWNe中的粒子在辐射中失去能量，随着远离中心脉冲星，能量变得更低。对这些天体的多波长研究，包括X射线观测，特别是使用X射线波段的空间积分光谱，有可能揭示这些星云中粒子流的重要信息。这可能揭示出对PWNe本质的重要认识。

现在，由西悉尼大学的Sanja Lazarevi领导的一个天文学家小组在从ASKAP和MeerKAT获得的无线电连续体调查中发现了一个新的脉冲星风星云。他们将新的PWN命名为“Potoroo”，以一种原产于澳大利亚的小型有袋动物命名。

接下来，利用巴夏礼超宽带低频(UWL)接收器系统，他们探测到了脉冲星候选体，其命名为PSR j 1638–4713。对PSR j 1638–4713的进一步观察证实了它为波多鲁提供动力。

观测表明，波托鲁奥在射电和X射线波段都表现出独特的彗星形态。这表明脉冲星领先于PWN，并通过周围的介质进行超声波传播。

“对于以超音速穿过周围介质的脉冲星来说，由此产生的冲压压力将PWN转化为弓形激波。这个过程将脉冲星风限制在与脉冲星运动相反的方向，形成了一个彗星状的尾巴，”论文的作者解释道。

根据这项研究，波托里奥位于至少32，500光年的距离，具有大约68.5光年的射电大小，而其X射线大小似乎要小10倍。因此，Potoroo拥有迄今为止已知的最长的PWN无线电轨迹。

结果表明，波托里奥的整体无线电频谱异常陡峭，达到了-1.27的水平。这低于已知PWNe的典型值。天文学家推测，如此陡峭的整体光谱指数可能是由于母超新星反向激波与PWN的相互作用。

当谈到PSR j 1638–4713时，它的自转周期为65.74毫秒，色散测量值为1553 PC/cm3，在所有已知的射电脉冲星中排名第二。观测发现，PSR j 1638–4713是一颗年轻的脉冲星(特征年龄为24，000年)，自旋下降光度高，投射速度大，超过1，000公里/秒。