我國科研團隊在國際天文學領域取得重大突破。通過分析“懷柔一號”衛星對特殊伽馬暴的觀測數據,研究團隊首次在伽馬暴中捕捉到周期穩定的毫秒級脈動信號,推斷其驅動源可能是一顆自轉周期僅1.1毫秒的新生磁陀星。這一發現為致密天體并合后產物的性質研究提供了直接觀測證據,相關成果于9月19日發表于國際權威期刊《自然-天文學》。
該研究由南京大學、中國科學院高能物理研究所及香港大學聯合完成。研究聚焦的伽馬暴GRB 230307A是人類觀測史上第二亮的伽馬暴,其高能伽馬射線輻射持續近1分鐘,遠超典型“短暴”不足2秒的持續時間。2023年3月7日,“懷柔一號”衛星率先探測到這一異常現象并向全球通報,為后續研究爭取了關鍵時間窗口。
長期以來,學界普遍認為部分伽馬暴由雙中子星等致密天體并合引發,但并合產物的具體性質始終存在爭議。主流觀點認為“短暴”通常由黑洞驅動,然而GRB 230307A的長時間能量輸出無法用現有黑洞模型解釋。研究團隊利用“懷柔一號”衛星的高時間分辨率優勢,在爆發后約24秒的觀測數據中,發現了一個中心頻率約909赫茲、持續約160毫秒的脈動信號,其周期與磁陀星的毫秒級自轉高度吻合。
“這一發現為理解伽馬暴的中心引擎機制提供了全新視角。”論文通訊作者、南京大學天文與空間科學學院教授張彬彬指出,磁陀星作為極端物理條件下的致密天體,其自轉特性與觀測到的脈動信號完美匹配,為致密天體演化研究開辟了新方向。中國科學院高能物理研究所研究員熊少林補充說明,伽馬暴因距離遙遠、信號復雜,此前始終缺乏分析并合產物性質的直接證據,此次突破填補了該領域的空白。
“懷柔一號”衛星自2020年12月發射以來,已在多領域取得原創成果。作為引力波暴高能電磁對應體全天監測器,該衛星不僅在伽馬暴研究中表現突出,還在磁陀星爆發、引力波及快速射電暴的高能對應體、地球伽馬閃等方向積累了豐富數據。此次針對GRB 230307A的研究,再次證明了我國在空間高能天體物理領域的觀測能力與科研水平。