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偏振预测助力揭示高能天体爆发物理过程

2018-07-06 来源:科技日报 作者:

  高能天体辐射的电磁波在垂直传播方向的平面具有各向异性的振动,这一现象称为偏振。5日,来自中国科学院云南天文台的消息,该台研究人员在高能天体的偏振研究中取得了系列重要进展。

  偏振是高能天体多波段辐射的重要特性,对研究高能天体的物理状态、辐射机制和辐射传播介质的性质等具有重要意义,偏振观测已成为高能天体研究的重要手段。由于高能电子的能谱分布、辐射区的磁场结构、辐射转移过程的介质性质等因素,高能天体的辐射通常具有较高偏振度,至今缺乏详细的理论研究。随着高能天体偏振观测资料的增加,迫切需要理论研究的解释和预测。

  为此,云南天文台毛基荣研究员、王建成研究员等人针对高能天体中相对论热电子和非热电子共存的情况,首次计算了这些电子在小尺度无序磁场辐射和大尺度偶极磁场辐射的线偏振和圆偏振特征,以及偏振辐射转移过程。这些理论成果可用于引力波电磁对应体、伽马射线暴、快速射电暴、耀变体、年轻超新星遗迹等高能天体的偏振研究中,并可通过高能、光学和射电望远镜观测结果进行验证。他们通过耀变体光学波段的偏振数据分析,发现传播介质中磁流体湍动,对同步加速辐射具有重要的去偏振影响。采用这些系列研究成果所撰写的5篇文章已发表在国际学术期刊《天体物理杂志》上。

  与此同时,毛基荣研究员还参与意大利团队主导的国际合作,用欧洲南方天文台甚大望远镜对一个引力波电磁对应体的爆发过程进行了偏振观测和分析,文章发表于《自然》子刊《自然·天文学》上。这一系列的理论研究,将对未来引力波电磁对应体的偏振观测提供重要的偏振预测,有助于揭示高能天体爆发的物理过程。

  其它资讯:

  2020年地面引力波探测器将达到设计灵敏度,预期发现大量的引力波事件,届时将是探测研究引力波电磁对应体的重要机遇窗口。为抓住机遇,高能所于2016年提出GECAM项目,其对引力波伽马暴的综合探测性能全面超过现有的或届时将运行的观测设备。

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