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圖為慧眼衛(wèi)星觀測磁星爆發(fā) |
2月19日，中國慧眼天文衛(wèi)星團隊在北京宣布，慧眼（HXMT）衛(wèi)星觀測到與快速射電暴同時產(chǎn)生的磁星X射線暴。
這一發(fā)現(xiàn)，與國際上其它望遠鏡的觀測一起，證明快速射電暴可以起源于磁星爆發(fā)，部分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制和磁星的爆發(fā)機制提供了至關(guān)重要的數(shù)據(jù)。
該成果于北京時間2月19日在線發(fā)表在國際著名期刊《自然·天文學(xué)》。
本研究工作主要由中國科學(xué)院高能物理研究所（高能所）、北京師范大學(xué)、美國內(nèi)華達大學(xué)、清華大學(xué)等單位完成。
慧眼衛(wèi)星首席科學(xué)家、高能所研究員張雙南介紹，慧眼衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)首個跟神秘的快速射電暴相關(guān)聯(lián)的X射線暴，確認其來自銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154，并在國際上首先證認該X射線暴包含的兩個X射線脈沖是快速射電暴的高能對應(yīng)體。
據(jù)介紹，快速射電暴（Fast Radio Burst，簡稱FRB）是2007年發(fā)現(xiàn)的神秘的天文現(xiàn)象，持續(xù)時間只有幾毫秒，其起源和產(chǎn)生機制是當(dāng)今天文學(xué)最大的謎題之一。科學(xué)家猜測了50多個起源模型，其中包括黑洞起源、磁星起源等，也有科學(xué)家將其與外星文明信號相關(guān)聯(lián)。要弄清快速射電暴產(chǎn)生的原因，關(guān)鍵有兩點：第一是要找到其對應(yīng)的天體，第二是看到快速射電暴在其它波段的輻射，限制其物理機制。
2020年4月，全球多個衛(wèi)星探測器觀測到一個亮度極高的快速射電暴，這個快速射電暴被命名為FRB 200428。據(jù)推算，其方向與銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154方向大概一致，其距離也跟這顆磁星大致相符，因此很有可能起源于這顆磁星。
磁星是表面磁場強度為地球磁場強度百萬億倍以上的中子星，在活躍期間會出現(xiàn)劇烈的X射線暴發(fā)，因此很多理論家認為它們也可以產(chǎn)生快速射電暴。
2020年4月中旬，SGR J1935+2154進入了一個新的活躍期，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)整了既定的觀測計劃，對這顆磁星進行了長時間定點觀測。在FRB 200428之前約8.6秒，慧眼衛(wèi)星探測到了來自這顆磁星方向的一個極亮的X射線暴發(fā)，它同時也被歐洲的INTEGRAL衛(wèi)星、俄羅斯的KONUS-WIND探測器和意大利的AGILE衛(wèi)星監(jiān)測到。這個時間差別正好與恒星際物質(zhì)對射電信號的延遲相當(dāng)，說明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)星基于獨特的準直器設(shè)計，對X射線暴進行了高精度定位，從而證明了該X射線暴和快速射電暴都來自這顆磁星。
這是人類首次確認快速射電暴的起源天體，也是首個起源于銀河系內(nèi)的快速射電暴。對于理解快速射電暴的物理本質(zhì)而言，這是一個重要的里程碑。
“這證明了至少磁星可以產(chǎn)生快速射電暴，對于理解快速射電暴的產(chǎn)生和輻射機制具有關(guān)鍵作用。”張雙南說，“從現(xiàn)有研究看，磁星上很難存在生命體。”
關(guān)于FRB 200428的相關(guān)研究成果，被英國《自然》雜志評為2020年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，也被美國《科學(xué)》雜志列入2020年十大科學(xué)突破。
這次對該磁星和快速射電暴的觀測，體現(xiàn)了慧眼衛(wèi)星作為空間天文臺的強大科學(xué)能力。
跟其它高能天文衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)相比，我國的慧眼衛(wèi)星對FRB 200428的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計性最好、能區(qū)覆蓋最寬，提供了最為豐富、精細的時變和能譜信息?；垩坌l(wèi)星是國際上獨立定位了該X射線暴的兩顆天文衛(wèi)星之一，定位精度遠遠高于探測到FRB 200428的兩個射電望遠鏡的精度?；垩坌l(wèi)星還是唯一給出了暴發(fā)期間X射線能譜詳細演化的設(shè)備，發(fā)現(xiàn)該X射線暴峰值處的X射線能譜和其它時間段暴的能譜顯著不同，同時也與絕大多數(shù)的磁星X射線暴明顯不同。
慧眼衛(wèi)星是我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星。自2017年6月15日發(fā)射升空以來，慧眼衛(wèi)星已在軌穩(wěn)定運行超過3年半，并在黑洞、中子星等研究方面取得一系列重要成果。（本報記者 初英杰）
（源自《中國紀檢監(jiān)察報》2021年2月22日 第6版 原版鏈接：http://www.jjjcb.cn/content/2021-02/22/content_99888.htm）
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