——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
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語音播報(bào)
EP240414a藝術(shù)想象圖。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)供圖
中國科學(xué)院主導(dǎo)的國際合作空間科學(xué)衛(wèi)星“天關(guān)”(EP)取得重要突破,成功捕捉到一個(gè)編號(hào)為EP240414a的轉(zhuǎn)瞬即逝的宇宙X射線信號(hào),為揭示恒星死亡過程提供了全新視角。研究成果近日發(fā)表于《自然-天文》。
EP240414a源自約40億光年外的一個(gè)大質(zhì)量恒星的坍縮式終結(jié),巨大能量釋放產(chǎn)生的瞬時(shí)輻射爆發(fā)僅持續(xù)約150秒,卻蘊(yùn)含了恒星核心坍縮與能量釋放的重要信息。出乎意料的是,這次大質(zhì)量恒星坍縮,并沒有產(chǎn)生以往天文學(xué)家通常觀測(cè)到的更高能的伽馬射線暴,而是發(fā)出了頻率低得多的軟X射線輻射。因此,只有在軟X射線波段同時(shí)具有大視場(chǎng)和高靈敏度的EP能夠獨(dú)家捕獲EP240414a。
研究團(tuán)隊(duì)通過X射線、光學(xué)和射電等多波段聯(lián)合觀測(cè),確認(rèn)EP240414a后期演化為超新星SN 2024gsa,并首次揭示此類超新星中存在弱相對(duì)論噴流——類似伽馬射線暴中聚束于一個(gè)小角度以接近光速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)外流,但速度和輻射強(qiáng)度低于伽馬射線暴。借助EP的大視場(chǎng)和高靈敏度,科研人員得以在爆發(fā)最初階段捕獲由噴流驅(qū)動(dòng)的微弱X射線信號(hào),并對(duì)噴流與環(huán)境物質(zhì)相互作用的動(dòng)力學(xué)演化進(jìn)行精準(zhǔn)跟蹤,為深入理解噴流形成及超新星的爆發(fā)機(jī)制提供了關(guān)鍵觀測(cè)依據(jù)。
該爆發(fā)事件發(fā)生在其宿主星系外圍,提示EP240414a可能屬于一類尚未被系統(tǒng)研究的、由沃爾夫-拉葉星(大質(zhì)量恒星演化晚期階段)爆炸導(dǎo)致的短暫X射線爆發(fā)。
“這類快速X射線暫現(xiàn)天體猶如宇宙中轉(zhuǎn)瞬即逝的煙火,其短暫的存在時(shí)間(通常僅持續(xù)數(shù)百秒)使得探測(cè)和研究工作極具挑戰(zhàn)性。”論文通訊作者之一、北京師范大學(xué)教授高鶴表示,“這就像發(fā)現(xiàn)了一類‘溫和版伽馬射線暴’,它們可能比我們想象的更普遍。過去由于缺乏大視場(chǎng)X射線監(jiān)測(cè)設(shè)備,這類事件長期未被系統(tǒng)觀測(cè)到?!?/p>
“這是EP上天后發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)與超新星成協(xié)的X射線爆發(fā)事件,開啟了通過寬場(chǎng)X射線巡天發(fā)現(xiàn)超新星的全新時(shí)代。EP的觀測(cè)將為超新星高能輻射及大質(zhì)量恒星演化研究提供全新機(jī)遇?!闭撐耐ㄓ嵶髡咧?、清華大學(xué)教授王曉鋒表示,“這些研究工作離不開與國際團(tuán)隊(duì)的合作。”
“EP240414a這一成果展現(xiàn)了EP發(fā)現(xiàn)新天體和現(xiàn)象的能力,預(yù)計(jì)其將獲得更多關(guān)于極端宇宙的新發(fā)現(xiàn)?!闭撐耐ㄓ嵶髡咧?、EP首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員袁為民說。
(原載于《中國科學(xué)報(bào)》?2025-07-01?第1版?要聞)
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