同步辐射
/ SIN-kroh-tron /
想象一个带电粒子——比方说一个电子——以接近光速的速度在太空中飞奔，然后撞进了一片磁场。磁场不能让它加速或减速，但会把它的路径掰成一条曲线，就像绳子把抡起的石头掰成圆圈。每当一个带电粒子被迫改变方向，它就会以光的形式甩出能量。一个以近光速沿磁力线盘旋的电子，会甩出一种特征鲜明、向前聚束的辐射，我们称之为同步辐射，名字来自最早注意到它的那种粒子加速器。
同步辐射特别之处在于它是非热的：它的颜色不报告温度，而是报告粒子的能量和磁场的强度。电子越快、磁场越强，产生的光的频率就越高。一个高速电子单凭自己就能在极宽的范围里发光，从射电波一路上到 X 射线。由于辐射沿电子运动方向紧紧向前聚束，又因为磁场给了它一种内在的扭转，同步辐射往往是偏振的——它的波在某个偏好方向上摆动——这正是天文学家寻找的标志性指纹。
同步辐射是高能天体物理的几大主力之一。我们正是靠它看见黑洞喷出的相对论喷流、超新星遗迹发光的壳层、弥漫在我们整个银河系里的高速电子薄雾，以及像蟹状星云那样的脉冲星风云。当一个源展现出从射电到 X 射线平滑延伸的能谱、再加上强偏振时，自然的解读就是：某处的磁场正在抽打着近光速的电子。这是宇宙在悄悄告诉我们，它的粒子加速器在哪里。
像仙后座 A 这样的超新星遗迹发出的射电辉光，就是同步辐射：爆炸的激波把电子加速到接近光速，当它们在遗迹缠绕的磁场中盘旋时，就在射电波和 X 射线下把它点亮。这光是强偏振的，正是据此我们才知道，是磁场和高速电子、而不是炽热气体在发光。
近光速电子在磁场中盘旋，从射电到 X 射线发光——而且是偏振的。
同步辐射的颜色编码的是粒子能量和磁场强度，而不是温度——所以把它当成黑体并报出一个“温度”是错误的。它需要接近光速运动的带电粒子；仅仅炽热但缓慢的气体产生不了它。