基于 eXTP 的脉冲风暴 nebula X 射线极化研究: 模拟结果与科学前景

脉冲风暴 nebula (PWN) 的 X 射线极化观测提供了关于磁场结构和粒子加速机制的关键见解。虽然 Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) 在 PWN 研究方面作出了重要贡献，但其有效面积有限，使只能观测最亮的天体，许多较弱的星云 remain未被探索。我们评估了增强型 X 射线时序与极化任务 (eXTP) 用于研究 PWN 的极化能力，并建立了使用修改版 IXPEOBSSIM 模拟 eXTP 极化聚焦阵列 (PFA) 观测的方法论。我们开发并验证了具有适当响应函数和仪器背景模型的模拟框架，对来自 SNRcat 目录中挑选的十二个 PWN 进行了跨各种演化阶段和亮度水平的全面模拟。我们的模拟结果表明， eXTP 在 99% 置信水平 (MDP$_{99}$) 下的最低可检测极化值相较于 IXPE 约提高了约为 2 倍。对于最亮的目标 (N157B、G54.1+0.3 和 Mouse)，1 Ms 观测可实现 MDP$_{99}$ 值为 4-5%。对于像 Vela PWN 这类扩展源，显著极化检测区域几乎是 IXPE 可实现范围的两倍。这些增强能力将显著扩展具备可靠 X 射线极化测量的 PWN 样本，使我们能够系统地研究不同演化阶段下磁场结构、粒子加速机制以及 PWN-环境相互作用。