“中國天眼”多波段觀測研究揭示磁星快速射電暴機制特點

中新網北京7月29日電 (記者 孫自法)中國科學院國家天文臺7月29日發佈消息說，中外聯合團隊最新通過被譽爲“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)“快速射電暴的搜尋和多波段觀測”優先重大項目開展的研究工作，針對銀河系內快速射電暴磁星SGRJ1935+2154的多波段觀測，成功揭示磁星快速射電暴(FRB)機制特點。

這項研究工作由中國科學院國家天文臺、北京大學、美國內華達大學、北京師範大學天文與天體物理前沿所等單位研究人員組成的聯合團隊共同完成，成果論文北京時間當天在國際科學期刊《科學·進展》發表。

針對SGR J1935+2154的多波段觀測。FAST觀測到的脈衝星單脈衝、磁星FRB爆發和其X射線輪廓對比圖。 中國科學院國家天文臺 供圖

聯合團隊通過對比脈衝星輻射和其X射線輻射輪廓相位，發現SGRJ1935+2154所發出快速射電暴爆發與脈衝星脈衝具有不同的相位分佈，快速射電暴發生的相位更爲隨機，從而揭示出快速射電暴爆發現象與射電脈衝星輻射可能存在物理機制上的不同。

SGRJ1935+2154是一顆位於銀河系內的磁星。它在2020年4月28日發生一次磁星爆發，同時地面射電望遠鏡捕捉到來自此磁星的一個極亮的射電爆發。該磁星的射電爆發已經達到某些銀河系河外快速射電暴的亮度，被認爲是第一例來自於銀河系內的快速射電暴現象。在2020年以後，該磁星還零星發生過幾次類似快速射電暴的較亮的射電爆發。這些來自磁星的極亮射電爆發爲研究快速射電暴的產生機制提供了重要信息。

“中國天眼”快速射電暴優先重大項目團隊在2020年10月針對SGR J1935+2154開展一個月的監測，併成功探測到該源的脈衝星單脈衝輻射。雖然比快速射電暴暗了約10個量級，但該源的射電脈衝星相輻射具有很好的規律性，其脈衝產生的區域只佔總旋轉相位的不到7%。並且，通過同時X射線觀測，團隊發現射電脈衝星相的輻射和X射線的輪廓峰相位相反。這一點和其他類快速射電暴爆發的相位不同，快速射電暴爆發傾向於隨機分佈。

這項發現揭示，快速射電暴的產生機制很可能與脈衝星輻射不同，它們發生的時候可能伴隨着可以破壞磁層穩定結構的爆發性過程，因此，它們可以出現在各種不同的旋轉相位。這一結論對於理解和建立快速射電暴產生機制有重要意義，同時也可以很好解釋爲何重複快速射電暴很少展現出顯著的自旋週期性這一問題。

SGR J1935+2154的脈衝星相輻射和快速射電暴輻射幾何相對關係的示意圖。中國科學院國家天文臺 供圖

據瞭解，快速射電暴一般是來自宇宙深處其他星系的毫秒級極亮射電爆發，全世界的射電望遠鏡目前已發現成百上千例這樣的爆發，其中數十例還會重複爆發。“中國天眼”針對快速射電暴開展一系列深度觀測，已揭示一部分快速射電暴的能量特點和偏振特性。其中，快速射電暴產生的具體機制和起源天體是目前天體物理最熱門的研究方向之一。(完)

來源：中國新聞網