中新網(wǎng)北京1月23日電 (記者 孫自法)中國農(nóng)歷新年的年關(guān)將至，天上的天關(guān)(又稱愛因斯坦探針，英文縮寫EP)衛(wèi)星——中國首顆大視場X射線天文衛(wèi)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(guān)衛(wèi)星探測到的首例神秘的快速X射線暫現(xiàn)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(fā)現(xiàn)象的產(chǎn)生機制進行重新審視與思考。
天關(guān)衛(wèi)星探測EP240315a的藝術(shù)想象圖(Credit: Openverse/EPSC)。中國科學院國家天文臺 供圖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(fā)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(fā)現(xiàn)象。
天關(guān)衛(wèi)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(wèi)星上搭載一臺由中國科學院上海技術(shù)物理研究所與國家天文臺聯(lián)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(jiān)測宇宙中出沒無常的X射線暫現(xiàn)源，后者負責對發(fā)現(xiàn)的暫現(xiàn)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(guān)“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(fā)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(xù)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(fā)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(xù)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(fā)源自遙遠的早期宇宙，發(fā)生時宇宙年齡僅為現(xiàn)在的10%，其信號花費125億年才抵達地球。因此，EP240315a的發(fā)現(xiàn)也標志著人類首次探測到來自宇宙早期爆發(fā)的軟X射線信號。
國際合作
EP240315a的發(fā)現(xiàn)，也促成中國天關(guān)衛(wèi)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(jiān)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(fā)現(xiàn)象之一，通常由大質(zhì)量恒星爆炸產(chǎn)生。后續(xù)分析發(fā)現(xiàn)，EP240315a與名為GRB240315C的伽馬射線暴相關(guān)。羅伯特·里奇認為，這一發(fā)現(xiàn)表明，不少快速X射線暫現(xiàn)天體可能與伽馬射線暴相關(guān)，像天關(guān)衛(wèi)星這樣的靈敏監(jiān)測器能精準定位它們。
天關(guān)衛(wèi)星“萬星瞳”(EP-WXT)探測到的快速X射線瞬變源的軟X射線圖像和光變曲線(Credit: EPSC)。中國科學院國家天文臺 供圖天關(guān)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)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(xiàn)，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(diào)，該特殊現(xiàn)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(guān)衛(wèi)星快速河外暫現(xiàn)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(guān)衛(wèi)星將會在高能時域天文領域的全球協(xié)同觀測和合作中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
揭秘宇宙
天關(guān)衛(wèi)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(guān)衛(wèi)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(xiàn)出天關(guān)衛(wèi)星探測早期宇宙爆發(fā)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(guān)衛(wèi)星剛“睜眼”就發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，未來定有更多驚喜。
天關(guān)衛(wèi)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(guān)衛(wèi)星的持續(xù)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)