对宿主磁星的超新星遗迹的空间分辨 X 射线研究：对其化石场起源的启示

磁星被视为宇宙中磁性最强的 neutron star（中子星）。为揭示何种恒星和超新星能产生磁星，我们对宿主磁星 1E 1841-045、1E 161348-5055 和 SGR 0526-66 的超新星遗迹（SNR）Kes 73、RCW 103 和 N49 进行了最先进的空间分辨光谱 X 射线研究。这三个 SNR 均富含 O 和 Ne，并在密度 >1--2 cm$^{-3}$ 的星际介质中演化。金属成分与致密环境表明其前身星质量并非很大。三个磁星的前身星质量被限制为 < 20 Msun（Kes 73 为 11--15 Msun，RCW 103 为 < 13 Msun，N49 为约 13--17 Msun）。我们的研究表明磁星未必由极高质量恒星产生，而是源自质量跨度很大的恒星。三个 SNR 的爆炸能量范围为 $10^{50}$ erg 至约 2$\times 10^{51}$ erg，进一步反驳了这些 SNR 由快速自转（毫秒）脉冲星供能的说法。我们报告 RCW 103 由一次伴有显著回落的弱超新星爆炸产生，因为这样的爆炸能解释低爆炸能量（约 $10^{50}$ erg）、观测到的小金属质量（$M_{\rm O}\sim 4\times 10^{-2}$ Msun 和 $M_{\rm Ne}\sim 6\times 10^{-3}$ Msun）以及 Si、S 等较重元素的亚太阳丰度。考虑到前身星的正常质量范围（$M_{\rm ZAMS} < 20$ Msun）、SNR 低至正常的爆炸能量，以及宿主磁星的 SNR 比例与高场磁 OB 星一致的事实，我们的研究支持化石场起源是产生磁星的重要通道。