“中國天眼”結(jié)合多波段觀測獲新發(fā)現(xiàn) 揭示磁星快速射電暴可能起源

中新網(wǎng)北京12月12日電 (記者 孫自法)記者12月12日從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，由國家天文臺領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)，通過“中國天眼”(FAST)“快速射電暴(FRB)的搜尋和多波段觀測”優(yōu)先重大項(xiàng)目，最近對銀河系內(nèi)磁星軟伽馬射線重復(fù)暴源SGR1935+2154開展多波段觀測獲得新發(fā)現(xiàn)，有望揭示磁星快速射電暴的可能起源。

“中國天眼”此次多波段觀測研究發(fā)現(xiàn)，SGR1935+2154的X射線硬度比具有與射電輻射活躍性關(guān)聯(lián)的雙分支模式，并為磁星快速射電暴及射電脈沖星輻射相轉(zhuǎn)換提供了統(tǒng)一自洽的物理圖像。

這項(xiàng)重要天文發(fā)現(xiàn)和研究工作填補(bǔ)了理解磁星射電輻射和快速射電暴連接性的關(guān)鍵一環(huán)，揭示磁星射電輻射與X射線輻射之間的內(nèi)在相關(guān)性，可能存在與典型脈沖星射電輻射不同物理的機(jī)制。相關(guān)成果論文近日在國際天文學(xué)期刊《天體物理學(xué)雜志增刊系列》(The Astrophysical Journal Supplement Series)發(fā)表。

論文第一作者、中國科學(xué)院國家天文臺王培研究員介紹說，磁星是高度磁化的特殊中子星，磁星射電輻射與快速射電暴輻射機(jī)制的關(guān)系是當(dāng)前天文學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)方向。

2020年4月，加拿大氫氣強(qiáng)度映射實(shí)驗(yàn)(CHIME)和美國射電暫現(xiàn)源巡天望遠(yuǎn)鏡(STARE—2)望遠(yuǎn)鏡在SGR1935+2154探測到銀河系內(nèi)快速射電暴FRB200428，首次追蹤到磁星與FRB之間的聯(lián)系，為揭開FRB起源謎題奠定了基礎(chǔ)。

SGR1935+2154是唯一探測到X射線脈沖輻射、快速射電暴，繼而出現(xiàn)相位穩(wěn)定射電脈沖發(fā)射的磁星，刷新了人們對磁星輻射的認(rèn)識。銀河系磁星快速射電暴到射電脈沖星相的轉(zhuǎn)換特性也成為理解快速射電暴輻射機(jī)制的切入點(diǎn)。

王培指出，在本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)仔細(xì)分析了“中國天眼”在2020年10-11月對SGR1935+2154長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合中子星內(nèi)部成分探測器(NICER)和斯威夫特天文臺(SWIFT)空間望遠(yuǎn)鏡的高時(shí)間分辨率X射線觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)X射線硬度比的雙分支行為與射電輻射活動(dòng)性密切相關(guān)，在射電脈沖相出現(xiàn)時(shí)間窗口內(nèi)X射線流量、硬度比存在系統(tǒng)性增強(qiáng)。

綜合觀測結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)提出“星震—快速射電暴—磁扭結(jié)恢復(fù)—射電脈沖輻射”解釋：磁星星震產(chǎn)生快速射電暴觸發(fā)條件并導(dǎo)致輻射區(qū)磁力線扭結(jié)，磁層磁力線在數(shù)月解扭過程中形成相干條件產(chǎn)生射電脈沖輻射的同時(shí)，電子沿磁力線回流磁星表面轟擊形成熱斑，導(dǎo)致X射線能譜同步硬化。

這項(xiàng)結(jié)果的物理圖像為磁星快速射電暴以及射電脈沖延遲出現(xiàn)提供了統(tǒng)一解釋，并推測部分快速射電暴重復(fù)暴與磁星射電輻射可能源于相似物理過程，從而成為深入理解磁星輻射供能切換機(jī)制及快速射電暴可能起源的重要進(jìn)展。

據(jù)了解，中國科學(xué)院國家天文臺研究員/清華大學(xué)天文系教授李菂、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李劍教授為論文共同通訊作者，本項(xiàng)研究的中外合作機(jī)構(gòu)包括美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)、西班牙空間科學(xué)研究所、中山大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室等。(完)

來源：中新網(wǎng)