1月,清華大學主導的中意合作空間天文專案“極光計劃”發表最新成果。經過對吸積中子星“天蠍座X-1”的長期觀測,極光取得了顯著的偏振探測,並對輻射區域位置和幾何提出了嚴格限制。至此,極光計劃已經在軌工作超過三年(2018年10月29日發射),天蠍座X-1也成為迄今第二個獲得顯著X射線偏振測量的天體。
天蠍座X-1是人類發現的第一個太陽系外X射線源,也是除了太陽之外天上最明亮的X射線源。它是一個雙星系統,由恆星和中子星組成。恆星表面氣體被中子星引力吸引後落向中子星表面,產生巨大的能量釋放,輻射出強烈的X射線。根據能譜分析,科學家推測X射線輻射來自一個高溫熱冕,但熱冕的位置和幾何仍有爭議,有兩類競爭模型:一類認為冕覆蓋在吸積盤表面,另一類認為冕坐落在星體表面和吸積盤之間的轉換層。極光觀測給出了明確證據,說明後者才是正確的物理解釋。
極光計劃的日常執行由清華大學工物系2019級博士研究生龍翔雲負責,進行操作指令的生成和上載、故障排除、資料分析和科學解釋。這次實驗充分說明了微納衛星對科學探索和學生培養的雙重作用。
相關成果以文章“極光在天蠍座X-1中探測到顯著的X射線偏振以及對冕幾何的限制(A Significant Detection of X-ray Polarization in Sco X-1 with PolarLight and Constraints on the Corona Geometry)”於1月1日發表在《天體物理快報》(The Astrophysical Journal Letters)。
極光計劃是中意合作的空間專案,由清華大學牽頭,是核學科與天文學科交叉的結果,天文系馮驊教授是專案負責人,工物系、天文系多名研究生和工物系曾鳴副教授參加了本次工作。極光計劃的合作單位還包括義大利國家核物理研究院比薩分院(INFN-Pisa)和國家天體物理研究院羅馬分院(INAF-Rome)、中科院高能物理研究所、寧波工程學院和北方夜視,衛星由天儀研究院提供。