中国科学院(CAS)7月5日宣布，“颜回”卫星团队近日在编号为Swift J0243.6+6124的中子星X射线双星中发现一条能量高达146千伏的回旋吸收线，对应的中子星表面磁场超过1 6亿特斯拉。这是继2020年直接测量约10亿特斯拉的宇宙最强磁场后，“颜回”卫星直接测量宇宙最强磁场的最高能量回旋吸收线世界纪录。
这项重要的研究工作主要由中国科学院高能物理研究所(高能所)与德国图宾根大学合作完成。该成果论文近日在线发表在国际专业学术期刊《天体物理杂志通讯》上。孔令达博士、张舒研究员、中国科学院高能所张双南研究员为论文通讯作者。
他们说中子星是宇宙中磁场最强的天体。中子星的X射线双星系统由中子星和它的伴星组成。伴随恒星的气体在中子星的强大引力作用下落到中子星上，形成一个围绕中子星高速旋转的气体盘，称为吸积盘。吸积盘上的物质会沿着中子星的磁力线落在中子星表面，发出强烈的X射线辐射，随着中子星的旋转形成周期性的X射线脉冲信号。因此，这类天体也被称为“X射线吸积脉冲星”。
发现这类天体在X射线辐射能谱中有一个“凹形”结构，这是由于磁场中的电子共振散射对X射线光子的吸收造成的，称为回旋吸收线。回旋吸收线处能量对应的磁场强度就是中子星表面的磁场强度，这是目前唯一可以直接测量中子星表面附近磁场强度的方法。
超X射线脉冲星是一种特殊的X射线吸积脉冲星，具有非常高的X射线光度。它们以前在银河系以外的许多星系中被发现过。天文学家推测其脉冲星的磁场强度非常高，但没有直接的测量证据。
“颜回”卫星对银河系第一颗超亮X射线脉冲星Swift J0243.6+6124的爆发进行了详细的宽带观测。这次在其能谱中具有极高显著性(约10倍标准差)的情况下，发现了能量高达146千伏的回旋吸收线，对应于中子星表面超过16亿特斯拉的磁场。这不仅是直接测量宇宙天体磁场的最高记录，也是首次在超亮X射线源中直接测量其中子星的表面磁场。
“颜回”卫星团队指出，Swift J0243.6+6124的表面磁场强度由本“颜回”卫星直接测得，比间接方法给出的偶极磁场强度高出约一个数量级，表明它对应于中子星表面附近的多极磁场。这是中子星除了双极偶极磁场之外，第一次具有更复杂的不对称磁场结构。“颜回”卫星是中国第一颗X射线天文卫星，在探测天体高能X射线能谱方面具有国际领先能力。此前，2020年，“颜回”卫星在编号为GRO J1008-57的中子星中探测到90千伏的回旋吸收线，对应的中子星表面磁场为10亿特斯拉，这是当时直接测量宇宙磁场的世界纪录。随后，“颜回”团队还在另一颗中子星(1A0535+262)的能谱上探测到了约100千电子伏的回旋吸收线。
