科研突破

新研究揭示致密星并合后的隐藏X射线活动

新研究揭示致密星并合后的隐藏X射线活动

当中子星等致密天体螺旋靠近并碰撞时,会释放巨大的能量。长期以来,天文学家主要依靠伽马射线探测器来发现这些事件,并认为强烈的闪光是高能活动的高潮与终点。然而,由香港大学(港大)研究人员参与的國際团队最新发表的研究挑战了这一假设,揭示了在初始爆发消退后,显著的活动仍在持续。

这项研究成果以封面文章形式发表于《科学通报》(*Science Bulletin*)。研究聚焦于名为EP250704a的事件。虽然相关的伽马射线暴仅持续约0.4秒,但软X射线辐射却持续了近十分钟。这一持续的活动被中国主导的天关卫星(Einstein Probe, EP)捕捉到。该卫星配备宽视场X射线望远镜,能持续监测天空。与需要等待伽马射线警报后才转向特定位置的传统望远镜不同,天关卫星从事件开始便进行观测,捕捉到了否则会被遗漏的微弱软X射线。

港大物理学系及天文与天体物理研究所(HKIAA)博士研究生尹一涵是该研究的共同通讯作者之一。她主导了高能瞬发辐射的分析。「天关卫星让我们能够揭开致密星并合中以往伽马射线观测所隐藏的部分,」尹一涵表示。「短暂的伽马射线闪光可能只是高能活动的开始。通过在软X射线能量下观测宇宙,我们现在可以更长时间地追踪这些系统,获得并合期间及之后发生的更完整视图。」

持续的X射线信号表明,并合产生的中心引擎仍在活跃。一个主要的假设是,碰撞形成了一颗快速自转、具有极强磁场的中子星(即磁星),继续驱动辐射。研究结果暗示,类似的软X射线活动可能曾出现在以往的短伽马射线暴中,但因信号微弱而未能被检测到。

港大天文与天体物理研究所创所所长、物理学系讲座教授张冰也是论文作者之一。他强调了这项工作对年轻研究人员意义。「HKIAA的目标之一是为有才华的年轻研究人员创造环境,让他们承担科学领导角色,」张冰教授说。「看到我们的博士生尹一涵作为共同通讯作者在这项国际合作中发挥主导作用,令人特别鼓舞。」

这一发现为研究引力波源和理解恒星碰撞后遗留天体的演化提供了新途径。该研究汇聚了港大、南京大学、北京师范大学以及欧洲和中国内地多家机构的研究人员。

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