天關衛星捕獲高紅移伽馬射線暴 開啟早期宇宙研究新窗口
中新網北京1月23日電 (記者 孫自法)中國農歷新年的年關將至,天上的天關(又稱愛因斯坦探針,英文縮寫EP)衛星——中國首顆大視場X射線天文衛星探測研究有何進展?
開啟新窗
來自中國科學院國家天文臺的最新消息說,針對天關衛星探測到的首例神秘的快速X射線暫現源EP240315a,中外天文學家合作開展深入研究,確認其為一例高紅移伽馬射線暴,表明可能需要對伽馬射線暴這一壯觀的宇宙爆發現象的產生機制進行重新審視與思考。
這項重要天文研究進展的成果論文1月23日在國際科學期刊《自然-天文》發表。天文學家表示,EP240315a研究開啟了一扇探索遙遠宇宙的新窗口,有望推動以全新視角觀察宇宙中最遙遠的爆發現象。
天關衛星由中國科學院主導并攜手歐洲空間局、德國馬普地外物理研究所、法國國家空間研究中心共同研制,衛星上搭載一臺由中國科學院上海技術物理研究所與國家天文臺聯合打造的寬視場X射線望遠鏡“萬星瞳”(WXT)和一臺由中國科學院高能物理研究所研制的后隨X射線望遠鏡“風行天”(FXT),前者負責廣域監測宇宙中出沒無常的X射線暫現源,后者負責對發現的暫現源做更為精細深入的后隨觀測。
人類首次
2024年3月15日晚,天關“萬星瞳”以其敏銳的“目光”和寬達3600平方度的廣闊視野,在軟X射線波段捕捉到一例爆發事件的微弱脈沖信號,命名為EP240315a,其亮度存在快速波動且持續超17分鐘后才逐漸消失。中國科學院國家天文臺劉元研究員設計了“萬星瞳”的星載觸發軟件,并有幸見證這一算法完美運行的時刻。
在EP240315a被探測到1.1小時后,位于南非的阿特拉斯(ATLAS)望遠鏡探測到其快速衰減的光學對應體,后續通過夏威夷的雙子星北望遠鏡和智利的甚大望遠鏡的觀測,確認EP240315a這個爆發源自遙遠的早期宇宙,發生時宇宙年齡僅為現在的10%,其信號花費125億年才抵達地球。因此,EP240315a的發現也標志著人類首次探測到來自宇宙早期爆發的軟X射線信號。
國際合作
EP240315a的發現,也促成中國天關衛星團隊與意大利羅馬第二大學的羅伯特·里奇(Roberto Ricci)博士的合作。他啟動對這一伽馬射線暴的長期射電波段監測,借助澳大利亞望遠鏡緊湊陣列,3個月的射電觀測證實其能量輸出符合伽馬射線暴特征。
伽馬射線暴是已知宇宙中最強的爆發現象之一,通常由大質量恒星爆炸產生。后續分析發現,EP240315a與名為GRB240315C的伽馬射線暴相關。羅伯特·里奇認為,這一發現表明,不少快速X射線暫現天體可能與伽馬射線暴相關,像天關衛星這樣的靈敏監測器能精準定位它們。
天關衛星發現的這個伽馬射線暴很特殊,一般情況下,X射線比伽馬射線提前幾十秒出現,但EP240315a卻提前了超過6分鐘。中國科學院國家天文臺副研究員孫惠指出,如此長的延遲前所未見。北京師范大學教授高鶴強調,該特殊現象帶來全新認知,天文學界或許要重新思考伽馬射線暴模型。
天關衛星快速河外暫現源科學組負責人、中國科學院紫金山天文臺研究員吳雪峰評價說,EP240315a這一國際合作研究表明,天關衛星將會在高能時域天文領域的全球協同觀測和合作中發揮關鍵作用。
揭秘宇宙
天關衛星首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員袁為民指出,過去的天文設備雖然能探測軟X射線,但天關衛星憑借其卓越的靈敏度和寬廣視場,則真正打開了這個窗口。EP240315a只是一個開始,已充分展現出天關衛星探測早期宇宙爆發的潛力。在歐洲空間局項目科學家埃里克·庫爾克斯(Erik Kulkkers)博士看來,天關衛星剛“睜眼”就發現新現象,未來定有更多驚喜。
天關衛星國際合作團隊表示,EP240315a的觀測成果,不僅豐富了天文學界對宇宙早期伽馬射線暴的認識,更為探索宇宙的起源與演化提供了全新的視角和研究方向。隨著天關衛星的持續運行以及更多其他設備的投入使用,相信未來將有更多類似的宇宙奧秘被逐一揭開。(完)
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