天文学家探测到新生磁星的“心跳”——GRB 230307A中的脉冲信号

编辑者: Uliana S.

2023年3月7日观测到的伽马射线暴GRB 230307A,为天文学家提供了一个独特的机会,首次直接探测到了一个新生磁星的“心跳”——一个极其短暂但规律的脉冲信号。这一突破性发现由中国南京大学的陈润超教授领导的团队完成,并于2023年11月8日发表在《自然·天文学》杂志上。该研究揭示了宇宙中最极端天体之一的诞生过程,并为理解宇宙奥秘开辟了新途径。

伽马射线暴(GRBs)是宇宙中最具能量的现象之一。GRB 230307A的持续时间长达200秒,这通常与黑洞形成相关,但其表现出的特征却与中子星合并相似,引起了科学家的极大兴趣。通过分析詹姆斯·韦伯空间望远镜、尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特天文台和费米伽马射线空间望远镜的数据,研究团队探测到了一个频率为909赫兹、持续仅160毫秒的周期性脉冲信号。这一信号被认为是新形成的中子星——一颗拥有超强磁场且高速旋转的“毫秒级磁星”发出的。香港大学的张冰教授指出,这一发现首次直接证实了一些伽马射线暴是由新生的磁星驱动的,而非黑洞。

这一发现对于理解中子星的物理性质和宇宙的极端事件具有重要意义。它表明,紧凑星体合并事件能够形成磁星,并且磁星的能量注入对喷射物质的影响是适度的。该观测结果挑战了现有的一些模型,这些模型认为新生磁星无法产生相对论性喷流。此次观测是首次同时在X射线和伽马射线波段观测到紧凑天体合并事件,为深入研究伽马射线暴和磁星的形成机制提供了宝贵的第一手资料。

未来,诸如“爱因斯坦探针”(于2024年1月9日发射)等宽视场X射线望远镜的协作观测,有望发现更多类似的案例,从而进一步丰富我们对伽马射线暴早期发射阶段物理过程的认识。此次对GRB 230307A的观测,标志着天文学在揭示宇宙最剧烈现象的起源方面取得了重大进展,为多信使天文学开辟了新的研究前沿,将伽马射线、引力波与致密星体的物理学紧密联系起来。

来源

  • Tribuna do Sertão

  • Researchers detect first 'heartbeat' of a newborn neutron star in distant cosmic explosion

  • Magnetar emergence in a peculiar gamma-ray burst from a compact star merger

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