慧眼天文衛星證認快速射電暴來自于磁星新聞發布會
快速射電暴(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。
北京時間2月19日,中國慧眼衛星團隊在北京宣布,其和國外的聯合科研團隊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。
北京時間2021年2月19日0時,這項慧眼衛星的重要觀測和研究結果在《自然·天文》雜志在線發表。
2020年4月,中國第一顆X射線天文衛星慧眼發現了首個和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。銀河系內的快速射電暴的發現,已被《自然》雜志和《科學》雜志雙雙評為2020年世界十大科學突破。
慧眼發現快速射電暴來自于中子星/磁星
2月19日,中國科學院高能物理研究所舉行“慧眼天文衛星證認快速射電暴來自于磁星新聞發布會”,介紹慧眼衛星在本次科學發現中的主要觀測結果、科學意義,以及慧眼衛星在軌運行和科學研究總體情況。
慧眼衛星是中科院高能所提出并參加研制的中國首顆X射線天文衛星。由李惕碚院士等人于20世紀90年代提出,2017年6月15日于酒泉發射運行,發射后正式命名為慧眼。設計壽命4年,目前狀態良好,預計可運行約10年。
慧眼衛星的主要優勢是具備大面積和窄視場,巡天靈敏度好于以往的硬X射線望遠鏡,巡天觀測效率更高;具備寬波段(1-250keV)和高精度時間分辨,可以同時覆蓋天體現象的軟/硬輻射成分,適合開展X射線雙星和其它亮源的時變和能譜研究;是200keV-3MeV能區面積最大的宇宙伽馬暴探測器。
發布會上,中國科學院高能物理研究所張雙南代表慧眼-HXMT團隊介紹最新研究成果。
張雙南表示,磁星是一類具有宇宙最強磁場的中子星,銀河系內已知有十幾顆磁星經常產生軟伽馬射線爆發,爆發時候可能是天空中最亮的X射線和伽馬射線天體。理論預言磁星能夠產生快速射電暴,需要觀測證據。
張雙南重點介紹了此次慧眼發現大事記。
此次慧眼發現大事記
2020年4月下旬,磁星SGR J1935+2154活動頻繁,北京時間2020年4月28日上午10點左右,慧眼衛星現任首席科學家張雙南接受了北師大林琳的建議,于上午11點左右通過中科院空間科學先導項目的空間科學地面運控系統規劃并發出指令,中斷了正在進行的觀測,并于北京時間2020年4月28日15:14:52至4月29日19:53:01指向該磁星實施公開長機會目標觀測(數據準實時全球共享)。
慧眼報道于北京時間2020年4月28日22:34:24探測到該磁星產生的與快速射電暴FRB 200428同時發生的明亮X射線爆發。
慧眼發現的X射線雙峰結構與射電雙峰一致
慧眼發現X射線暴的雙峰結構和快速射電暴的雙峰的結構完全一致(后被其他衛星證實),確認了該X射線爆發和該快速射電暴是同一個爆發過程產生的。
此后,慧眼繼續對該磁星開展一個月的連續觀測,公布了觀測詳細計劃,觀測結束后公布了在此期間探測到的一百多次爆發。
2020年5月10日,慧眼團隊正式提交了本次新聞發布的研究成果的學術論文。
張雙南總結稱,通過慧眼發現的X射線暴的雙峰結構與快速射電暴的雙峰結構的一致性,證認了兩者來自同一個爆發。慧眼對該X射線爆發的定位與歐洲Integral天文臺的定位結果一致,證認了該爆發來自于磁星。慧眼獨一無二的寬能段能譜揭示了該爆發的“非熱”屬性,證認了該爆發的特殊性。
這項研究成果的主要參加單位為中科院高能所、北京師范大學、美國內華達大學與清華大學等。
在現場媒體提問環節,論文共同第一作者、北京師范大學天文系林琳在回答“磁星是否是快速射電暴的唯一起源”時表示,“現在磁星是快速射電暴起源的唯一已經被觀測認證的來源,但我們并不排除快速射電暴可以從其他的天體產生”。
本次研究成果的發現是否完全排除了快速射電暴是外星人的信號?
對此問題,中科院高能物理研究所宋黎明研究員表示,從觀測成果看,這個快速射電暴起源于磁星。“我們目前認為磁星可能是中子星。中子星的半徑是10公里,質量是大概三個太陽的質量,中子星表面的磁場和引力非常強,同時,磁星表面沒有大氣。結合這幾個因素,我們認為磁星或中子星表面不具備生物生存的條件。”
張雙南補充到,此項研究中的快速射電暴的爆發肯定不是來自于外星人。“至于其他快速射電暴的信號會不會來自于外星人,我們現在不能說它一定不是來自于外星人,但是可能性變得比較小了。因為其他快速射電暴的特征和這個看來是很一致的,所以其他快速射電暴來自外星人的可能性變小,但是不能完全排除。”
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