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慧眼卫星解开天文谜团:人类首次确认快速射电暴来自磁星

来源:澎湃新闻2021-02-20 09:20

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  慧眼天文卫星证认快速射电暴来自于磁星新闻发布会

  快速射电暴(简称FRB)是2007年发现的神秘的天文现象,持续时间只有几毫秒,其起源和产生机制是当今天文学最大的谜题之一。

  北京时间2月19日,中国慧眼卫星团队在北京宣布,其和国外的联合科研团队破解了快速射电暴的起源之谜,并为理解快速射电暴的辐射机制和磁星的爆发机制提供了至关重要的数据。

  北京时间2021年2月19日0时,这项慧眼卫星的重要观测和研究结果在《自然·天文》杂志在线发表。

  2020年4月,中国第一颗X射线天文卫星慧眼发现了首个和神秘的快速射电暴相关联的X射线暴,确认其来自银河系内的磁星SGR J1935+2154,并在国际上首先证认该X射线暴包含的两个X射线脉冲是快速射电暴的高能对应体。银河系内的快速射电暴的发现,已被《自然》杂志和《科学》杂志双双评为2020年世界十大科学突破。

  慧眼发现快速射电暴来自于中子星/磁星

  2月19日,中国科学院高能物理研究所举行“慧眼天文卫星证认快速射电暴来自于磁星新闻发布会”,介绍慧眼卫星在本次科学发现中的主要观测结果、科学意义,以及慧眼卫星在轨运行和科学研究总体情况。

  慧眼卫星是中科院高能所提出并参加研制的中国首颗X射线天文卫星。由李惕碚院士等人于20世纪90年代提出,2017年6月15日于酒泉发射运行,发射后正式命名为慧眼。设计寿命4年,目前状态良好,预计可运行约10年。

  慧眼卫星的主要优势是具备大面积和窄视场,巡天灵敏度好于以往的硬X射线望远镜,巡天观测效率更高;具备宽波段(1-250keV)和高精度时间分辨,可以同时覆盖天体现象的软/硬辐射成分,适合开展X射线双星和其它亮源的时变和能谱研究;是200keV-3MeV能区面积最大的宇宙伽马暴探测器。

  发布会上,中国科学院高能物理研究所张双南代表慧眼-HXMT团队介绍最新研究成果。

  张双南表示,磁星是一类具有宇宙最强磁场的中子星,银河系内已知有十几颗磁星经常产生软伽马射线爆发,爆发时候可能是天空中最亮的X射线和伽马射线天体。理论预言磁星能够产生快速射电暴,需要观测证据。

  张双南重点介绍了此次慧眼发现大事记。

  此次慧眼发现大事记

  2020年4月下旬,磁星SGR J1935+2154活动频繁,北京时间2020年4月28日上午10点左右,慧眼卫星现任首席科学家张双南接受了北师大林琳的建议,于上午11点左右通过中科院空间科学先导项目的空间科学地面运控系统规划并发出指令,中断了正在进行的观测,并于北京时间2020年4月28日15:14:52至4月29日19:53:01指向该磁星实施公开长机会目标观测(数据准实时全球共享)。

  慧眼报道于北京时间2020年4月28日22:34:24探测到该磁星产生的与快速射电暴FRB 200428同时发生的明亮X射线爆发。

  慧眼发现的X射线双峰结构与射电双峰一致

  慧眼发现X射线暴的双峰结构和快速射电暴的双峰的结构完全一致(后被其他卫星证实),确认了该X射线爆发和该快速射电暴是同一个爆发过程产生的。

  此后,慧眼继续对该磁星开展一个月的连续观测,公布了观测详细计划,观测结束后公布了在此期间探测到的一百多次爆发。

  2020年5月10日,慧眼团队正式提交了本次新闻发布的研究成果的学术论文。

  张双南总结称,通过慧眼发现的X射线暴的双峰结构与快速射电暴的双峰结构的一致性,证认了两者来自同一个爆发。慧眼对该X射线爆发的定位与欧洲Integral天文台的定位结果一致,证认了该爆发来自于磁星。慧眼独一无二的宽能段能谱揭示了该爆发的“非热”属性,证认了该爆发的特殊性。

  这项研究成果的主要参加单位为中科院高能所、北京师范大学、美国内华达大学与清华大学等。

  在现场媒体提问环节,论文共同第一作者、北京师范大学天文系林琳在回答“磁星是否是快速射电暴的唯一起源”时表示,“现在磁星是快速射电暴起源的唯一已经被观测认证的来源,但我们并不排除快速射电暴可以从其他的天体产生”。

  本次研究成果的发现是否完全排除了快速射电暴是外星人的信号?

  对此问题,中科院高能物理研究所宋黎明研究员表示,从观测成果看,这个快速射电暴起源于磁星。“我们目前认为磁星可能是中子星。中子星的半径是10公里,质量是大概三个太阳的质量,中子星表面的磁场和引力非常强,同时,磁星表面没有大气。结合这几个因素,我们认为磁星或中子星表面不具备生物生存的条件。”

  张双南补充到,此项研究中的快速射电暴的爆发肯定不是来自于外星人。“至于其他快速射电暴的信号会不会来自于外星人,我们现在不能说它一定不是来自于外星人,但是可能性变得比较小了。因为其他快速射电暴的特征和这个看来是很一致的,所以其他快速射电暴来自外星人的可能性变小,但是不能完全排除。”(张唯)

[ 责编:张梦凡 ]
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