来自 PSR J2021+4026 单个延展热斑的强脉冲热 X 射线

射电宁静脉冲星 PSR J2021+4026 主要因其是唯一个显示 $\gamma$ 射线发射变化的旋转驱动脉冲星而为人所知。利用 XMM-Newton 档案数据,我们首先确认其在 X 射线波段流量稳定,随后表明其 X 射线能谱与计时性质,即窄脉冲轮廓、80-90% 的高脉冲分数及其对能量的依赖,可更好地由磁化大气模型而非简单黑体再现。通过在能量-相位空间的最大似然分析,我们推断该脉冲星在一个磁极对应处有一个温度 T~1 MK、余纬度延展 $\theta$~20$^\circ$ 的热斑。对于 1.5 kpc 的脉冲星距离,这对应于半径 R~5-6 km 的帽区,大于偶极极冠的标准尺寸。大脉冲分数进一步反对来自整个星表面的发射,如长期冷却情形所预期。还探测到一个未脉冲(<40% 脉冲分数)、非热成分,可能起源于风星云。我们通过 X 射线能谱拟合得到的脉冲星几何相对良好约束($\chi$=90$^\circ$ 且 $\xi$=20-25$^\circ$),并且若仅两个半球之一活跃,则与由 $\gamma$ 射线观测推得的几何一致。在 PSR J2021+4026 中发现延展热斑,在其他类似年龄脉冲星中也发现但年老天体中没有,暗示热 X 射线发射尺寸可能存在年龄依赖。