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费米望远镜捕捉超强超新星爆发 磁星成解开宇宙高能之谜关键

   时间:2026-05-26 00:17:58 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

美国国家航空航天局的费米伽马射线空间望远镜近日捕捉到一次异常耀眼的超新星爆发事件,其能量规模远超常规观测记录。科学家推测,这场宇宙级爆炸的能量源头可能是一颗新诞生的磁星——一种具有超强磁场的中子星。当质量远超太阳的恒星走到生命末期时,其核心会发生剧烈引力坍缩,最终形成这种特殊天体。

研究团队通过分析发现,在核心坍缩型超新星爆发过程中,质量为太阳1至2倍的恒星核心会急剧收缩至约20公里半径,形成中子星。这种天体密度极高,一茶匙中子星物质在地球上的重量可达千万吨,相当于350座自由女神像的总重。同时,恒星坍缩过程中磁场线被剧烈压缩,使磁星成为已知宇宙中磁场最强的天体,其磁场强度是普通中子星的一千倍。

巴黎萨克雷大学研究团队负责人法比奥·阿塞罗指出,过去二十年间,天文学家持续在费米望远镜数据中搜寻超新星释放的伽马射线信号,但始终缺乏确凿证据。此次观测到的编号为SN 2017egm的超新星爆发,终于打破了这一僵局。该事件发生在距离地球约4.4亿光年的NGC 3191星系,其释放的伽马射线历经4.4亿年才抵达地球,成为人类观测到的距离最近的核心坍缩型超新星之一。

西班牙巴塞罗那空间科学研究所的吉列姆·马蒂-德韦萨团队,对费米望远镜升空前16年的数据进行了系统排查,重点分析了六颗距离最近的超亮超新星。结果显示,仅SN 2017egm明确显现出伽马射线信号,证实部分超新星在伽马射线波段的亮度可与可见光波段相当。这一发现为研究超亮超新星的能量机制开辟了新方向。

根据模型推演,高速自转的磁星会抛射出大量粒子云,当物质与反物质粒子相遇湮灭时,会释放出伽马射线。这些高能射线撞击超新星残骸外层后,会转化为能量较低的可见光,从而解释了超亮超新星异常明亮的可见光辐射。阿塞罗解释称,恒星核心坍缩约三个月后,随着残骸膨胀降温,伽马射线开始向外扩散,模型能较好还原爆发初期数月的亮度变化及伽马射线抵达时间。

然而,现有模型在解释后期可见光不规则衰减现象时仍存在局限。研究团队提出新猜想:在超新星爆发数百年前,恒星可能已向外抛射大量物质,这些物质后来回落至磁星表面,可能是导致亮度异常衰减的原因。为验证这一假设,团队评估了新一代地面伽马射线观测设备——切伦科夫望远镜阵列的探测能力。

该望远镜阵列分布于帕瑞纳天文台及西班牙拉帕尔马岛,测算显示其可在50小时观测时间内,探测到距离地球约5亿光年范围内的同类宇宙爆发事件。这项技术突破有望帮助科学家更深入地理解超新星内部的能量转化机制。美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心团队成员朱迪·拉库辛表示,磁星中心能量机制的研究依托于过去二十年磁星观测与理论研究的积累,而伽马射线探测技术为探索超新星内部运作提供了全新手段。

相关研究成果已发表于《天文学与天体物理学》期刊。这项发现不仅深化了人类对极端宇宙现象的认知,也为未来高能天体物理研究奠定了重要基础。

 
 
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