如果評(píng)選2020年全球最受關(guān)注的科學(xué)研究成果，毫無(wú)疑問，快速射電暴來(lái)自磁星這一發(fā)現(xiàn)，肯定是其中之一。
因?yàn)檫@一成果同時(shí)獲得了全球兩大頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》和《科學(xué)》的“加持”，被英國(guó)《自然》雜志評(píng)為2020年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，也被美國(guó)《科學(xué)》雜志列入2020年十大科學(xué)突破。而這一發(fā)現(xiàn)的重要支撐就是慧眼衛(wèi)星。
2月19日，中科院高能物理研究所召開新聞發(fā)布會(huì)，介紹我國(guó)第一顆空間X射線天文衛(wèi)星慧眼衛(wèi)星在這一發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮的重要作用。
當(dāng)天，《自然·天文學(xué)》也在線發(fā)表了慧眼衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果?；垩坌l(wèi)星發(fā)現(xiàn)首個(gè)跟神秘的快速射電暴相關(guān)聯(lián)的X射線暴，確認(rèn)其來(lái)自銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154，并在國(guó)際上首先證認(rèn)該X射線暴包含的兩個(gè)X射線脈沖是快速射電暴的高能對(duì)應(yīng)體。
“這一發(fā)現(xiàn)與國(guó)際上其它望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)一起，證明快速射電暴可以起源于磁星爆發(fā)，破解了快速射電暴的起源之謎，并為理解快速射電暴的輻射機(jī)制和磁星的爆發(fā)機(jī)制提供了至關(guān)重要的數(shù)據(jù)?！卑l(fā)布會(huì)上，慧眼衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院高能所研究員張雙南說(shuō)。
快速射電暴（FRB），廣袤宇宙中一種射電波瞬間暴發(fā)的現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間極短，通常只有幾毫秒，他們往往“神龍見首不見尾”，閃現(xiàn)幾毫秒，便再無(wú)蹤跡，其起源和產(chǎn)生機(jī)制是當(dāng)今天文學(xué)最大的謎題之一。
事實(shí)上，關(guān)于快速射電暴的來(lái)源，主流的理論假說(shuō)可以分為兩派。一派認(rèn)為它來(lái)自磁星的磁層；另一派則認(rèn)為，某些致密天體爆發(fā)會(huì)產(chǎn)生激波，快速射電暴便來(lái)源于激波相互作用驅(qū)動(dòng)的輻射。近年來(lái)，兩大派系一直爭(zhēng)論不休。
“要弄清快速射電暴產(chǎn)生的原因，關(guān)鍵有兩點(diǎn)：第一是要找到其對(duì)應(yīng)的天體，第二是看到快速射電暴在其它波段的輻射，限制其物理機(jī)制?！睆堧p南說(shuō)。
2020年4月28日， 英國(guó)格林威治時(shí)間下午2點(diǎn)34分，加拿大CHIME實(shí)驗(yàn)和美國(guó)STARE2實(shí)驗(yàn)同時(shí)看到了一個(gè)亮度極高的快速射電暴，被命名為FRB 200428，其方向與銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154方向大概一致，而且根據(jù)恒星際介質(zhì)對(duì)不同頻率射電信號(hào)之間的時(shí)間延遲推算，暴發(fā)源的距離為大約3萬(wàn)光年，也跟SGR J1935+2154大致相符，因此，F(xiàn)RB 200428很可能起源于銀河系內(nèi)的這顆磁星，但還需要更多的觀測(cè)證據(jù)加以確認(rèn)。
2020年4月中旬，SGR J1935+2154進(jìn)入了一個(gè)新的活躍期，開始出現(xiàn)頻繁的X射線暴發(fā)。
在這種情況下，慧眼衛(wèi)星調(diào)整了既定的觀測(cè)計(jì)劃，對(duì)這顆磁星進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)觀測(cè)。在FRB 200428之前約8.6秒，慧眼衛(wèi)星探測(cè)到了來(lái)自這顆磁星方向的一個(gè)極亮的X射線暴發(fā)，它同時(shí)也被歐洲的INTEGRAL衛(wèi)星、俄羅斯的KONUS-WIND探測(cè)器和意大利的AGILE衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到。
這個(gè)時(shí)間差別正好與恒星際物質(zhì)對(duì)射電信號(hào)的延遲相當(dāng)，說(shuō)明X射線暴和快速射電暴起源于同一次爆發(fā)。此外，慧眼衛(wèi)星基于獨(dú)特的準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)，對(duì)X射線暴進(jìn)行了高精度定位，從而證明了該X射線暴和快速射電暴都來(lái)自這顆磁星。
這是人類首次確認(rèn)快速射電暴的起源天體，也是首個(gè)起源于銀河系內(nèi)的快速射電暴。對(duì)于理解快速射電暴的物理本質(zhì)，這是一個(gè)重要的里程碑。
張雙南表示，跟其它高能天文衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)相比，慧眼衛(wèi)星對(duì)FRB 200428的觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)性最好、能區(qū)覆蓋最寬，提供了最為豐富、精細(xì)的時(shí)變和能譜信息?；垩坌l(wèi)星還是國(guó)際上獨(dú)立定位了該X射線暴的兩顆天文衛(wèi)星之一，定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于探測(cè)到FRB 200428的兩個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡的精度。
在這個(gè)X射線暴發(fā)的光變曲線中，慧眼衛(wèi)星探測(cè)到兩個(gè)X射線脈沖跟快速射電暴的兩個(gè)峰在時(shí)間上高度吻合，該結(jié)果后來(lái)也被其它衛(wèi)星的數(shù)據(jù)所證實(shí)?；垩坌l(wèi)星還是唯一給出了暴發(fā)期間X射線能譜詳細(xì)演化的設(shè)備，發(fā)現(xiàn)該X射線暴峰值處的X射線能譜和其它時(shí)間段暴的能譜顯著不同，同時(shí)也與絕大多數(shù)的磁星X射線暴明顯不同。這些結(jié)果對(duì)于理解快速射電暴的產(chǎn)生機(jī)制至關(guān)重要。
“總而言之，慧眼衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了，該X射線暴來(lái)自于磁星SGR J1935+2154；該X射線暴的兩個(gè)X射線脈沖是該快速射電暴的高能對(duì)應(yīng)體；該X射線暴的能譜十分特殊?！睆堧p南強(qiáng)調(diào)，因此，慧眼衛(wèi)星證認(rèn)了快速射電暴的磁星起源。
同時(shí)，這次對(duì)該磁星和快速射電暴的觀測(cè)，也體現(xiàn)了慧眼衛(wèi)星作為空間天文臺(tái)的強(qiáng)大科學(xué)能力。
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