高能天體的偏振研究取得系列進展

高能天體輻射的電磁波在垂直傳播方向的平面具有各向異性的振動，這一現象稱為偏振。偏振是高能天體多波段輻射的重要特性，對研究高能天體的物理狀態、輻射機制和輻射傳播介質的性質等具有重要意義，偏振觀測已成為高能天體研究的重要手段。高能天體的輻射通常具有較高偏振度，偏振輻射主要來自高能天體中的高能電子的同步輻射，偏振特性取決於高能電子的能譜分布、輻射區的磁場結構、輻射轉移過程的介質性質等，至今缺乏詳細的理論研究，隨著高能天體偏振觀測資料的增加，迫切需要理論研究的解釋和預測。

近期，中國科學院雲南天文台研究員毛基榮、王建成等人開展了系列理論研究工作，他們針對高能天體中相對論熱電子和非熱電子共存的情況，首次計算了這些電子在小尺度無序磁場輻射（顫動輻射）和大尺度偶極磁場輻射（同步加速輻射）的線偏振和圓偏振特徵，以及偏振輻射轉移過程。這些理論結果可用於引力波電磁對應體、伽馬射線暴、快速射電暴、耀變體、年輕超新星遺迹等高能天體的偏振研究中，並可通過高能、光學和射電望遠鏡觀測結果進行驗證；毛基榮等人通過耀變體光學波段的偏振數據分析，發現傳播介質中磁流體湍動對同步加速輻射具有重要的去偏振影響。採用這些系列研究成果所撰寫的五篇文章發表在《天體物理雜誌》上。

另外，毛基榮加入義大利團隊主導的國際合作，用歐洲南方天文台甚大望遠鏡對引力波電磁對應體GW20170817的爆發過程進行了偏振觀測和分析，文章發表在《自然-天文學》（Nature Astronomy）上，上述系列理論研究將對未來引力波電磁對應體的偏振觀測提供重要的偏振預測，有助於揭示高能天體爆發的物理過程。

偏振觀測示意圖

來源：中國科學院雲南天文台

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