近日,我国科研团队在伽马暴研究领域实现重大突破。由南京大学、中国科学院高能物理研究所与香港大学组成的联合研究组,依托“怀柔一号”卫星的观测数据,首次在伽马暴中探测到周期稳定的毫秒级脉动信号。这一发现为理解致密天体并合后的产物特性提供了关键依据,相关成果已于9月19日刊登在国际权威学术期刊《自然-天文学》上。
伽马暴作为宇宙中最剧烈的爆发现象之一,其能量释放强度远超超新星爆发。科学家推测,部分伽马暴源于双中子星等致密天体的并合过程,并合产物可能形成黑洞或磁陀星等极端天体。然而,由于伽马暴普遍距离地球极为遥远,且爆发持续时间极短、信号成分复杂,此前学术界始终缺乏直接观测证据来分析并合产物的物理特性。
2023年3月7日,“怀柔一号”卫星捕捉到人类观测史上第二亮的伽马暴GRB 230307A,并立即向国际天文界发布警报。该事件的高能伽马射线辐射持续近1分钟,显著长于典型的“短暴”(通常不足2秒)。传统理论认为,“短暴”由并合后形成的黑洞驱动,但GRB 230307A的长时间能量输出难以用此模型解释。
研究团队充分利用“怀柔一号”卫星的高时间分辨率优势,对观测数据展开深度分析。在爆发发生约24秒后,科研人员检测到一个中心频率约909赫兹、持续时间约160毫秒的周期性信号。该信号的脉动周期精确至1.1毫秒,与理论预测的毫秒级磁陀星自转周期高度一致。这一发现不仅深化了对伽马暴中心能量源的认知,也为研究极端物理条件下致密天体的演化机制提供了重要线索。
作为我国2020年12月发射的引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星,“怀柔一号”已在多个领域取得开创性成果。除伽马暴研究外,该卫星还在磁陀星爆发、引力波与快速射电暴的高能对应体、地球伽马闪等方向产出了一系列原创性发现。