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【中國紀檢監察報】慧眼衛星又出新成果 證認快速射電暴來自磁星
2021-02-22|文章來源:初英杰 |【
 
 

圖為慧眼衛星觀測磁星爆發

  2月19日,中國慧眼天文衛星團隊在北京宣布,慧眼(HXMT)衛星觀測到與快速射電暴同時產生的磁星X射線暴。

  這一發現,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,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機制提供了至關重要的數據。

  該成果于北京時間2月19日在線發表在國際著名期刊《自然·天文學》。

  本研究工作主要由中國科學院高能物理研究所(高能所)、北京師范大學、美國內華達大學、清華大學等單位完成。

  慧眼衛星首席科學家、高能所研究員張雙南介紹,慧眼衛星發現首個跟神秘的快速射電暴相關聯的X射線暴,確認其來自銀河系內的磁星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體。

  據介紹,快速射電暴(Fast Radio Burst,簡稱FRB)是2007年發現的神秘的天文現象,持續時間只有幾毫秒,其起源和產生機制是當今天文學最大的謎題之一。科學家猜測了50多個起源模型,其中包括黑洞起源、磁星起源等,也有科學家將其與外星文明信號相關聯。要弄清快速射電暴產生的原因,關鍵有兩點:第一是要找到其對應的天體,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。據推算,其方向與銀河系內的磁星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,在活躍期間會出現劇烈的X射線暴發,因此很多理論家認為它們也可以產生快速射電暴。

  2020年4月中旬,SGR J1935+2154進入了一個新的活躍期,開始出現頻繁的X射線暴發。在這種情況下,慧眼衛星調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,慧眼衛星探測到了來自這顆磁星方向的一個極亮的X射線暴發,它同時也被歐洲的INTEGRAL衛星、俄羅斯的KONUS-WIND探測器和意大利的AGILE衛星監測到。這個時間差別正好與恒星際物質對射電信號的延遲相當,說明X射線暴和快速射電暴起源于同一次爆發。此外,慧眼衛星基于獨特的準直器設計,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的快速射電暴。對于理解快速射電暴的物理本質而言,這是一個重要的里程碑。

  “這證明了至少磁星可以產生快速射電暴,對于理解快速射電暴的產生和輻射機制具有關鍵作用。”張雙南說,“從現有研究看,磁星上很難存在生命體。”

  關于FRB 200428的相關研究成果,被英國《自然》雜志評為2020年十大科學發現之一,也被美國《科學》雜志列入2020年十大科學突破。

  這次對該磁星和快速射電暴的觀測,體現了慧眼衛星作為空間天文臺的強大科學能力。

  跟其它高能天文衛星的觀測數據相比,我國的慧眼衛星對FRB 200428的觀測數據統計性最好、能區覆蓋最寬,提供了最為豐富、精細的時變和能譜信息。慧眼衛星是國際上獨立定位了該X射線暴的兩顆天文衛星之一,定位精度遠遠高于探測到FRB 200428的兩個射電望遠鏡的精度。慧眼衛星還是唯一給出了暴發期間X射線能譜詳細演化的設備,發現該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,同時也與絕大多數的磁星X射線暴明顯不同。

  慧眼衛星是我國第一顆空間X射線天文衛星。自2017年6月15日發射升空以來,慧眼衛星已在軌穩定運行超過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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