X射线展源
【中文词条】X射线展源
【外文词条】extended X-ray source
【作者】杭恒荣
视角径较大的X射线源。已发现的宇宙X射线源中﹐除各类分立源和弥漫X射线背景外﹐还有两类X射线展源。一类是银河系内的超新星遗迹﹔一类存在于银河系外的星系团中。
超新星遗迹 超新星爆发早已是引人注目的天象﹐从超新星遗迹中去找X射线源的对应体是很自然的﹐这是一类早就预料到并已确定下来的 X射线源。超新星遗迹的距离知道得比较清楚﹐所以这类源的光度能较好地确定下来﹐估计在 10～10尔格/秒的范围内﹔比起典型的银河X射线源的1037～10尔格/秒要小。其能谱一般较软。超新星遗迹在可见光﹑射电和 X射线波段多半都有可观的辐射和一定的空间结构﹐这为我们研究这类天体的发射机制提供了极好的条件。超新星遗迹的 X射线辐射实际上有三种不同的来源和不同的机制。一种是比较年轻的(小于一千年)超新星遗迹﹐如蟹状星云和1572年超新星及仙后座 A超新星的遗迹星等﹐对它们可探测到比2千电子伏更硬的X射线辐射。这是超新星爆发过程形成的快速转动中子星所产生的同步加速辐射。蟹状星云的 X射线源分布在其光学的同步加速辐射区中角径为100的范围内﹐在1～500千电子伏范围内能谱是负幂律谱﹐谱指数为2.1﹐并探测到其X射线有10～20％的线偏振。另一种 X射线辐射来自较老的超新星遗迹(大于一万年)﹐范围比年轻的遗迹要超过好几倍﹐一般超过65光年﹐其X射线辐射几乎只是在低于2千电子伏的能段才能探测到。这类超新星遗迹的代表是天鹅座环和船帆座X射线星云。天鹅座环在 0.15～0.85千电子伏能段段Э傻玫角宄脑射线表面亮度图﹐这个X射线图同天鹅座环的光学和射电结构图比较一致﹐其能谱可用300万度热等离子体辐射描述。船帆座X射线星云的 X射线辐射分布于5.6°×4°的区域﹐能谱和天鹅座环类似。第三种 X射线发射来自超新星遗迹中的快速转动中子星﹐它们的转动周期均很短。蟹状星云内的PSR0531+21自转周期是33毫秒。另一颗同船帆座 X射线星云成协的脉冲星PSR0833-45﹐周期也只有89毫秒。这类 X射线脉冲星的X射线发射和X射线双星中的中子星的 X射线发射当然完全是两回事。
星系团 河外 X射线源绝大部分属于星系团。如阿贝尔2256﹑英仙﹑后发﹑半人马﹑室女等星系团都有较强的X射线发射﹐第一个河外X射线源M87就在室女星系团中。这类X射线源是明显的展源﹐大小从几十万光年到几百万光年﹐就室女星系团而言﹐视场达到 50′。它们光度较大﹐就英仙星系团而言﹐可达 3×10尔格/秒。由于它们距离我们较远﹐“自由号”卫星测到的流量一般小于50光子数/秒﹐能谱通常也较陡﹐所以在许多细节上我们还知道得很少。但这类天体的 X射线发射的研究﹐对星系的结构和星系的演化无疑有重要的意义。一个令人感兴趣的问题是关于这种 X射线发射的来源。早在星系团的X射线发射被探测到之前﹐根据动力学稳定性的维里定理就已发现星系团有个著名的短缺质量问题。如果假定 X射线发射来自星系间的热气体(温度达10K)﹐分子数密度约每立方厘米5×10个﹐自然就弥补了这种短缺。不过这种 X射线发射也可能来源于3K微波背景辐射和 10电子伏高能电子的逆康普顿散射。