近日,我國科研團隊在伽馬暴研究領域實現重大突破。由南京大學、中國科學院高能物理研究所與香港大學組成的聯合研究組,依托“懷柔一號”衛星的觀測數據,首次在伽馬暴中探測到周期穩定的毫秒級脈動信號。這一發現為理解致密天體并合后的產物特性提供了關鍵依據,相關成果已于9月19日刊登在國際權威學術期刊《自然-天文學》上。
伽馬暴作為宇宙中最劇烈的爆發現象之一,其能量釋放強度遠超超新星爆發。科學家推測,部分伽馬暴源于雙中子星等致密天體的并合過程,并合產物可能形成黑洞或磁陀星等極端天體。然而,由于伽馬暴普遍距離地球極為遙遠,且爆發持續時間極短、信號成分復雜,此前學術界始終缺乏直接觀測證據來分析并合產物的物理特性。
2023年3月7日,“懷柔一號”衛星捕捉到人類觀測史上第二亮的伽馬暴GRB 230307A,并立即向國際天文界發布警報。該事件的高能伽馬射線輻射持續近1分鐘,顯著長于典型的“短暴”(通常不足2秒)。傳統理論認為,“短暴”由并合后形成的黑洞驅動,但GRB 230307A的長時間能量輸出難以用此模型解釋。
研究團隊充分利用“懷柔一號”衛星的高時間分辨率優勢,對觀測數據展開深度分析。在爆發發生約24秒后,科研人員檢測到一個中心頻率約909赫茲、持續時間約160毫秒的周期性信號。該信號的脈動周期精確至1.1毫秒,與理論預測的毫秒級磁陀星自轉周期高度一致。這一發現不僅深化了對伽馬暴中心能量源的認知,也為研究極端物理條件下致密天體的演化機制提供了重要線索。
作為我國2020年12月發射的引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星,“懷柔一號”已在多個領域取得開創性成果。除伽馬暴研究外,該衛星還在磁陀星爆發、引力波與快速射電暴的高能對應體、地球伽馬閃等方向產出了一系列原創性發現。