我國科研團隊在伽馬暴研究領域取得重要進展,首次通過衛(wèi)星觀測數據捕捉到周期穩(wěn)定的毫秒級脈動信號。這一發(fā)現由南京大學、中國科學院高能物理研究所與香港大學聯合團隊完成,相關成果已于國際學術期刊《自然-天文學》發(fā)表。研究利用“懷柔一號”衛(wèi)星的高精度觀測能力,為致密天體并合產物的性質分析提供了直接證據。
伽馬暴作為宇宙中最劇烈的爆發(fā)現象之一,其形成機制長期困擾科學界。部分伽馬暴被認為由雙中子星等致密天體并合引發(fā),產物可能涉及黑洞或磁陀星等極端天體。然而,由于伽馬暴具有距離遙遠、持續(xù)時間短、信號成分復雜等特點,此前科研人員始終缺乏分析并合產物性質的直接觀測依據。
2023年3月7日,“懷柔一號”衛(wèi)星監(jiān)測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通報。該伽馬暴的高能伽馬射線輻射持續(xù)近1分鐘,遠超典型“短暴”不足2秒的持續(xù)時間。傳統(tǒng)理論認為“短暴”由并合后形成的黑洞驅動,但GRB 230307A的長時間能量輸出與此理論存在矛盾。
研究團隊依托“懷柔一號”衛(wèi)星的高時間分辨率優(yōu)勢,對觀測數據展開深度分析。在爆發(fā)發(fā)生約24秒后,團隊檢測到一個中心頻率約909赫茲、持續(xù)約160毫秒的信號。該信號的脈動周期約為1.1毫秒,與磁陀星自轉周期的理論預測高度一致。這一發(fā)現不僅深化了對伽馬暴中心引擎的認知,也為極端物理條件下致密天體的演化研究提供了關鍵線索。
“懷柔一號”衛(wèi)星于2020年12月發(fā)射,作為引力波暴高能電磁對應體全天監(jiān)測器,已在伽馬暴、磁陀星爆發(fā)、引力波及快速射電暴的高能對應體、地球伽馬閃等領域取得多項原創(chuàng)成果。此次突破進一步鞏固了我國在多信使天文學研究領域的國際地位。