我国科研团队在国际天文学领域取得重大突破。通过分析“怀柔一号”卫星对特殊伽马暴的观测数据,研究团队首次在伽马暴中捕捉到周期稳定的毫秒级脉动信号,推断其驱动源可能是一颗自转周期仅1.1毫秒的新生磁陀星。这一发现为致密天体并合后产物的性质研究提供了直接观测证据,相关成果于9月19日发表于国际权威期刊《自然-天文学》。
该研究由南京大学、中国科学院高能物理研究所及香港大学联合完成。研究聚焦的伽马暴GRB 230307A是人类观测史上第二亮的伽马暴,其高能伽马射线辐射持续近1分钟,远超典型“短暴”不足2秒的持续时间。2023年3月7日,“怀柔一号”卫星率先探测到这一异常现象并向全球通报,为后续研究争取了关键时间窗口。
长期以来,学界普遍认为部分伽马暴由双中子星等致密天体并合引发,但并合产物的具体性质始终存在争议。主流观点认为“短暴”通常由黑洞驱动,然而GRB 230307A的长时间能量输出无法用现有黑洞模型解释。研究团队利用“怀柔一号”卫星的高时间分辨率优势,在爆发后约24秒的观测数据中,发现了一个中心频率约909赫兹、持续约160毫秒的脉动信号,其周期与磁陀星的毫秒级自转高度吻合。
“这一发现为理解伽马暴的中心引擎机制提供了全新视角。”论文通讯作者、南京大学天文与空间科学学院教授张彬彬指出,磁陀星作为极端物理条件下的致密天体,其自转特性与观测到的脉动信号完美匹配,为致密天体演化研究开辟了新方向。中国科学院高能物理研究所研究员熊少林补充说明,伽马暴因距离遥远、信号复杂,此前始终缺乏分析并合产物性质的直接证据,此次突破填补了该领域的空白。
“怀柔一号”卫星自2020年12月发射以来,已在多领域取得原创成果。作为引力波暴高能电磁对应体全天监测器,该卫星不仅在伽马暴研究中表现突出,还在磁陀星爆发、引力波及快速射电暴的高能对应体、地球伽马闪等方向积累了丰富数据。此次针对GRB 230307A的研究,再次证明了我国在空间高能天体物理领域的观测能力与科研水平。