人们在面对宇宙神秘信号时常常有这样的疑问。比如拥有超高能量的“快速射电暴”,到底是谁发出的?
近日,国际著名期刊《自然-天文》发表了我国的慧眼天文卫星在快速射电暴和磁星爆发观测研究方面的重大突破:发现神秘的快速射电暴起源于磁星的剧烈爆发。(戳“阅读原文”看论文)
慧眼卫星于2020年4月28日观测到银河系内的磁星(编号SGR J1935+2154)的一次X射线暴发,其与地球上射电望远镜CHIME(位于加拿大)和STARE2(位于美国)观测到的快速射电暴(编号FRB200428)在时间和方位上均高度吻合,从而确认此次快速射电暴产生于这颗磁星的爆发过程。这些天文望远镜的联合观测结果破解了困扰天文学家十几年的快速射电暴起源之谜。
慧眼卫星精确定位了这个X射线暴的起源天体,即银河系内的一颗磁星(编号SGR J1935+2154),并且详细测量了X射线暴的光变和能谱等性质,对于确定快速射电暴的起源和研究磁星的爆发机制均发挥了至关重要的作用。快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)来自遥远的宇宙深处,是一种在射电波段观测到的暴发现象,通常只持续几毫秒。
首例快速射电暴事件是2007年由Duncan Lorimer等人在分析存档的脉冲星巡天数据时发现的。这个快速射电暴被探测到的日期为2001年7月24日,因此被命名为FRB010724。刚发现快速射电暴的时候,因为其持续时间非常短而且在全天随机出现,难以观测和研究,所以天文学家专门建设了具有很大视场面积的射电望远镜,来捕获这种短时的爆发现象,代表之一就是加拿大的CHIME望远镜。
近些年来,由于仪器设备升级和搜索算法的更新换代,天文学家捕获到了越来越多的快速射电暴信号,还发现了多个重复的快速射电暴,并锁定了它们来源的星系,称为宿主星系。虽然观测到的快速射电暴越来越多,但是天文学家对快速射电暴的了解仍然处在盲人摸象的阶段,对其形成原理更是知之甚少。
慧眼卫星就是为了观测天体在X射线波段的辐射信号而被送入太空的天文卫星,于2017年6月15日发射,2018年1月30日成功在轨交付。在这次的观测中,在CHIME的低频波段接收到FRB200428射电信号的8.6秒前,慧眼卫星探测到了来自具有宇宙最强磁场的一类中子星-磁星SGR J1935+2154方向的一次X射线暴发。
慧眼卫星对FRB200428对应的X射线暴的观测提供了最为丰富、精细和准确的时变和能谱信息,就此确定了快速射电暴FRB200428来源于磁星SGR J1935+2154,解开了这类快速射电暴的起源之谜。
对快速射电暴的探索才刚刚开始.....虽然FRB200428的观测让我们了解到,快速射电暴的一类起源是磁星的爆发,但是其他的快速射电暴还没有那么幸运地被观测到其他波段的对应辐射。因此,我们对快速射电暴的了解还刚刚开始。相信天文学家会通过不断的观测和研究,揭开更多类型的快速射电暴的神秘面纱。