灯塔脉冲星的星云合成视图的裁剪图结合了来自美国国家航空航天局（NASA）IXPE的X射线观测（蓝色，插图中突出显示）、NASA的钱德拉X射线天文台（紫色）、CSIRO的无线电数据（绿色）和2MASS调查的光学观测。（图片来源：X射线：钱德拉：NASA/CXC/斯坦福大学/J.T. Dinsmore等；IXPE：NASA/MSFC/J.T. Dinsmore等，无线电：CSIRO/ATNF/ATCA；光学：2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF；图像处理：NASA/CXC/SAO/L. Frattare）天文学家首次直接绘制了一个不寻常的“灯塔”脉冲星周围的磁场，揭示了一个看不见的宇宙高速公路，通向从迅速旋转的恒星残骸中爆发的粒子。研究人员利用NASA的成像X射线偏振探测器（IXPE）任务，测量了脉冲星PSR J1101−6101（昵称“灯塔”）周围的磁场，并确认了一个长期存在的预测，即其高能粒子沿着穿越银河系的磁场线流出。根据来自太空局的声明，这一发现罕见地展示了宇宙中一些极端物体如何将粒子加速到接近光速。脉冲星是迅速旋转的中子星——即当大质量恒星以超新星形式爆炸后留下的超密集残骸。它们强大的磁场从其磁极引导出辐射束，随着恒星旋转，像灯塔的光束一样扫过太空。PSR J1101−6101位于灯塔星云的中心，每秒旋转约16次，并在从核爆炸中获得强大动力后以超声速行驶。当它穿过星际气体时，留下了明亮的X射线尾迹，并产生了几乎垂直于其运动方向的窄长丝状物。天文学家长期以来一直怀疑这种不寻常的结构描绘了沿银河系磁场逃逸的能量电子。“我们想测试这个理论，”该研究的主要作者、斯坦福大学本科生Jack Dinsmore在声明中说。“‘证据’在于测量光的偏振，指示磁场方向。如果磁场沿着丝状物指向，这就确认了丝状物中的粒子沿着该场流动。”与传统的X射线望远镜不同，IXPE测量X射线的偏振——电场的优选方向——允许科学家重建不可见磁场的几何形状。由于灯塔星云在X射线中相对微弱，研究人员开发了新的分析技术，以从观测中提取尽可能多的信息。借助IXPE，天文学家首次测量了星云的磁场，证实高能粒子沿着银河系的磁场线逃逸自脉冲星。（图片来源：X射线：钱德拉：NASA/CXC/斯坦福大学/J.T. Dinsmore等；IXPE：NASA/MSFC/J.T. Dinsmore等，无线电：CSIRO/ATNF/ATCA；光学：2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF；图像处理：NASA/CXC/SAO/L. Frattare）团队发现，磁场与从脉冲星延伸出去的异常长丝状物平行，确认高能粒子沿着磁场线流动。但观测也揭示了一个意外的转折：磁场比科学家预期的要有序得多。异常强的偏振信号表明，丝状物中包含的磁扰动远少于当前模型所预测的，为快速运动的脉冲星如何将能量粒子注入周围星系提供了新的见解。“在无线电和X射线波长之间观察到的磁场方向显著不同，为这些物体的高度结构化本质提供了有力证据，”来自意大利国家天体物理研究所的共同作者Niccolò Bucciantini在声明中说。“这标志着第一个清晰的迹象，表明不同能量的粒子在系统内占据不同区域，暗示存在多个，可能非常不同的加速机制在起作用。”他们的研究结果于7月9日发表在《天体物理学杂志》上。Samantha Mathewson于2016年夏季作为实习生加入Space.com。她在康涅狄格州新港大学获得新闻与环境科学学士学位。她之前的作品曾发表在《自然世界新闻》上。她在不写作或阅读科学的情况下，喜欢旅行到新地方并拍照！你可以在推特上关注她 @Sam_Ashley13。