近日，我院谢斐教授在脉冲星PSR B0540-69及其脉冲星风云的研究上取得进展。研究成果以"First detection of polarization in X-rays for PSR B0540–69 and its nebula"为题被期刊《Astrophsical Jounal》接收。
文章在国际上首次报道了脉冲星PSR B0540-69及其脉冲星风云的X射线偏振结果。脉冲星PSR B0540-69复合体是IXPE观测的第四个脉冲星风云系统。作者发现，该复合体整体没有显著的偏振信号，偏振度上限为5.3%（即本次观测中置信水平为99%的最小可测偏振度），这可能是由于该脉冲星风云尺寸太小，无法被IXPE分辨。在相位分解分析中，作者发现其星风云在4-6 keV能段上的X射线偏振度为24.5%（探测误差为5.3%），测量显著度为4.6倍sigma；该偏振度略高于Crab星风云（～19%），其原因可能是因为视线方向与脉冲星自转轴方向夹角不同（PSR B0540-69为93度，Crab为63度）。PSR B0540-69接近侧面视角，环形磁场整体消偏小。测量到的星风云偏振角为78.1度（误差为6.2度），与光学和射电偏振观测结果一致。然而该偏振角方向与星风云对称轴方向几乎一致，这和Crab星风云以及Vela星风云的结果不同（接近90度），这暗示着在Chandra观测中发现的明亮结构有可能是它的喷流，而不是环。
脉冲星主峰的偏振度为50%（误差为13.1%），偏振角的测量值为6.2度（误差为7.4度），探测显著度超过3.8倍sigma；采用同时拟合脉冲星与脉冲星风云斯托克斯参数的方式，发现在主峰两侧相位区间的偏振度分别为68%（误差为20%）与62%（误差为20%)，测量显著度均超过3倍sigma，而中间两个相位区间显著性较低。该脉冲轮廓被视为两个高斯函数的叠加，相位分辨的偏振特征可能起源于两个成分重叠的结果。
图一，（左）：脉冲星B0540-69的脉冲轮廓，与归一化斯托克斯参数。蓝色区域代表脉冲星风云区域，红色区域代表脉冲星区域；（右）：同时拟合方法。显著度超过3倍sigma的数据点用实线误差棒表示，超过两倍sigma的用虚线误差棒表示。
论文作者：Fei Xie, Josephine Wong, Fabio La Monaca, Roger W. Romani, Jeremy Heyl, Philip Kaaret, Alessandro Di Marco, Niccolò Bucciantini, Kuan Liu, Chi-Yung Ng, Niccolò Di Lalla, Martin C. Weisskopf, Enrico Costa, Paolo Soffitta, Fabio Muleri, Matteo Bachetti, Maura Pilia, John Rankin, Sergio Fabiani, Iván Agudo, Lucio A. Antonelli, Luca Baldini, Wayne H. Baumgartner, Ronaldo Bellazzini, Stefano Bianchi, Stephen D. Bongiorno, Raffaella Bonino, Alessandro Brez, Fiamma Capitanio, Simone Castellano, Elisabetta Cavazzuti, Chien-Ting Chen, Stefano Ciprini, Alessandra De Rosa, Ettore Del Monte, Laura Di Gesu, Immacolata Donnarumma, Victor Doroshenko, Michal Dovčiak, Steven R. Ehlert, Teruaki Enoto, Yuri Evangelista, Riccardo Ferrazzoli, Javier A. Garcia, Shuichi Gunji, Kiyoshi Hayashida, Wataru Iwakiri, Svetlana G. Jorstad, Vladimir Karas, Fabian Kislat, Takao Kitaguchi, Jeffery J. Kolodziejczak, Henric Krawczynski, Luca Latronico, Ioannis Liodakis, Simone Maldera, Alberto Manfreda, Frédéric Marin, Andrea Marinucci, Alan P. Marscher, Herman L. Marshall, Francesco Massaro, Giorgio Matt, Ikuyuki Mitsuishi, Tsunefumi Mizuno, Michela Negro, Stephen L. O’Dell, Nicola Omodei, Chiara Oppedisano, Alessandro Papitto, George G. Pavlov, Abel L. Peirson, Matteo Perri, Melissa Pesce-Rollins, Pierre-Olivier Petrucci, Andrea Possenti, Juri Poutanen, Simonetta Puccetti, Brian D. Ramsey, Ajay Ratheesh, Oliver J. Roberts, Carmelo Sgrò, Patrick Slane, Gloria Spandre, Douglas A. Swartz, Toru Tamagawa, Fabrizio Tavecchio, Roberto Taverna, Yuzuru Tawara, Allyn F. Tennant, Nicholas E. Thomas, Francesco Tombesi, Alessio Trois, Sergey S. Tsygankov, Roberto Turolla, Jacco Vink, Kinwah Wu, And Silvia Zane.