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死亡恒星发出前所未见的混合辐射

这张示意图展示了欧洲航天局INTEGRAL卫星上的成像仪(IBIS)如何利用经过成像望远镜边缘的辐射重构像伽马射线暴(GRB)这样强大威力的事件图像。(图片来源:ESA/C.Carreau)

一个包括欧洲航天局INTEGRAL高能太空观测站在内的国际望远镜合作,探测到我们银河系中的死亡恒星中释放出的一系列独特的辐射——这种现象此前并没有在这类恒星上观察到,而且可能解决一个长期存在的宇宙谜团。

这项发现涉及了两种有趣的宇宙现象:磁星与快速射电暴。磁星是恒星的遗产,且具有宇宙中最强烈的磁场。当它们变得“活跃”时,它们能短时间内产生高能辐射,通常持续不到一秒钟,但比太阳的亮度高出数十亿倍。

快速射电暴是天文学上一大未解之谜。首次发现于2007年,这些事件在无线电波扫描上突然跳动几毫秒就消失了,并且很少再出现了。它们的真实性质不为人知晓,在已知起源的银河系中没有再观察到类似的现象,无线电波段之外的其他任何辐射也没有被观测到。

4月下旬,六年前在狐狸座发现的一颗磁星SGR 1935+2154,在X射线大量爆发后,再次活跃起来。不久之后,天文学家发现了一些惊人的现象:这颗磁星不仅发射正常的X射线,而且还发射无线电波。

位于意大利米兰的国家天体物理研究所(INAF-IASF)的Sandro Mereghetti说:“4月28日,我们使用INTEGRAL卫星探测到了磁星的高能X射线爆发。”他是基于INTEGRAL卫星数据在射电爆发上完成一项新研究的第一作者。

位于INTEGRAL卫星上的“射电爆发警告系统”(Burst Alert System)在几秒内自动将这次发现提醒世界各地的观测站。这是在后续提醒发出几小时前,使得科学界能迅速行动,更细致地探索其来源。

当天,天文学家使用加拿大的CHIME(加拿大氢强度测绘实验)射电望远镜发现了从SGR 1935+2154方向发出的短暂而极其强烈的无线电波,时间与X射线发射的时间相同。几个小时后,美国的瞬变天文无线电发射调查(STARE2)独立地证实了这一点。

SGR 1935+2154示意图,它是一颗高度磁化的恒星遗留,也被称为磁星。 (图片来源:ESA)

“涉及此次事件合作研究的大部分卫星都无法测量这片太空区域,而这恰恰是证实射电电波发射源是SGR 1935+3254最重要的证据。”

Sandro解释说:“这是首次观测到磁星与快速射电暴之间的联系。这确实是一个重大发现,将有助于我们解开这些神秘现象的面纱。”

这个联系有力地支持了快速射电暴由磁星产生的观点,并证明了这些高度磁化星体爆发能在射电波上探测到,天文学家对磁星的存在十分感兴趣,因为它们被认为在宇宙中促进一系列瞬间事件上扮演着重要角色,像超亮的超新星爆发和遥远且高能的伽马射线爆发。

INTEGRAL卫星发射于2002年,搭载了由4个仪器组成的套件,能同时在伽马射线、X射线和可见光下观测和拍摄宇宙物体的图像。

在射电爆发的时候,磁星恰好处于IBIS仪器的30°×30°的观测范围内,这导致日内瓦INTEGRAL的科学数据中心运行于卫星上的射电爆发警报系统软件包自动探测,并立即向世界各地的天文台发出提醒。同时INTEGRAL卫星上的光谱仪(SPI)与中国“慧眼”硬X射线调制望远镜都探测到了此次X射线爆发。

图片来源:Pixabay

欧洲航天局INTEGRAL卫星项目科学家Erik Kuulkers补充道:“这种互相协作、多波段的探测方式和结果探索展示了即时的大规模互助在科学研究上的重要性。”

“通过整合从光谱仪上高能部分到无线电波数据,从全球到太空的观测结果,科学家终于能阐述解释这个天文学上长期存在的谜团。我们很高兴INTEGRAL卫星在这里扮演着关键角色。”S.Mereghetti等人的论文发表在《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letters)上。

翻译:王麟涛

审校:戴晨

引进来源:European Space Agency

 

本文来自:中国数字科技馆
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