費米望遠鏡首度偵測到銀河系外的伽瑪射線脈衝星

銀河系近鄰之一的「大麥哲倫雲星系」，是個能讓我們看清楚星系各種細節的最佳觀測對象，招牌特徵之一 的「蜘蛛星雲」是活躍恆星形成區，此區恆星誕生速度之快，超過銀河系及任何鄰近星系，我們所偵測到多數由大麥哲倫雲星系發出的伽瑪射線，都來自此區。
天文學家過去認為，這些伽瑪射線訊號是恆星形成的副產品，包括短命的大質量恆星最後爆炸所產生的震波所加速的粒子，這些粒子相互作用，稱「宇宙射線」，能產生「伽瑪射線」，而伽瑪射線是整個電磁波中，能量最強的「光」。
不過「費米伽馬射線太空望遠鏡」新發現一案例，改寫了前述認知，新案例中，大部分伽瑪射線源能量全來自單一一顆伽瑪射線脈衝星，同時它也成為史上第一個在其他星系偵測到的伽瑪射線脈衝星。
脈衝星J0540-6919 締造了伽瑪射線脈衝星觀測史上「最明亮」新紀錄。打破先前「蟹狀星雲脈衝星」(位於銀河系)的紀錄，強20倍!
最早由X射線偵測到它的是「愛因斯坦Ｘ射線衛星」，時為1984年，J0540-6919 讓大家都以為它「只是蟹狀星雲脈衝星的翻版」，直到Fermi的LAT取得令人完全意外的強伽瑪射線資料…
在偵測伽瑪射線的太空望遠鏡群裡，Fermi雖然靈敏度最高，若拿它與其他波段的觀測相比，影像卻不太銳利，1998年，NASA的 RXTE 衛星，在X射線波段偵測到J0537-6910這個脈衝星，和 J0540 的距離，還不到16角分──大約只有滿月「視直徑」一半。
早期Fermi觀測因影像太朦朧，會把兩個脈衝星當成「一個」穩定的伽瑪射線源
但進入到「費米廣域望遠鏡」"LAT"（Large Area Telescope）時期，影像朦朧的情況改善了，原因有二。首先是因為收集的伽瑪射線資料更多，而每一筆都提供新的宇宙射線源位置資料，其次，科學家對儀器更了解，能用舊資料作新分析──經過精密梳理後，得到的線索更詳盡。擁有新數據，加上舊資料的新分析技巧之進步，科學家終於戰勝J0540 伽瑪射線脈衝星，並發現：這個光度非常明亮的脈衝星，可能貢獻了多達60%從蜘蛛星雲偵測到的伽瑪射線！這發現讓大家跌破眼鏡：原來不是星雲，是脈衝星。同時意味著，天文學家有必要重新仔細檢查：宇宙射線究竟如何產生、如何穿透恆星形成區。
做好這件事情，最好的辦法當然是，繼續仰望星空！
字幕提供：中研院天文所 天文教育推廣
周美吟、汪仁鴻、曾耀寰、蔣龍毅博士審訂
黃珞文 譯