科研突破

新研究揭示致密星並合後的隱藏X射線活動

新研究揭示致密星並合後的隱藏X射線活動

當中子星等緻密天體螺旋靠近並碰撞時,會釋放巨大的能量。長期以來,天文學家主要依靠伽馬射線探測器來發現這些事件,並認為強烈的閃光是高能活動的高潮與終點。然而,由香港大學(港大)研究人員參與的國際團隊最新發表的研究挑戰了這一假設,揭示了在初始爆發消退後,顯著的活動仍在持續。

這項研究成果以封面文章形式發表於《科學通報》(*Science Bulletin*)。研究聚焦於名為EP250704a的事件。雖然相關的伽馬射線暴僅持續約0.4秒,但軟X射線輻射卻持續了近十分鐘。這一持續的活動被中國主導的天關衛星(Einstein Probe, EP)捕捉到。該衛星配備寬視場X射線望遠鏡,能持續監測天空。與需要等待伽馬射線警報後才轉向特定位置的傳統望遠鏡不同,天關衛星從事件開始便進行觀測,捕捉到了否則會被遺漏的微弱軟X射線。

港大物理學系及天文與天體物理研究所(HKIAA)博士研究生尹一涵是該研究的共同通訊作者之一。她主導了高能瞬發輻射的分析。「天關衛星讓我們能夠揭開緻密星並合中以往伽馬射線觀測所隱藏的部分,」尹一涵表示。「短暫的伽馬射線閃光可能只是高能活動的開始。通過在軟X射線能量下觀測宇宙,我們現在可以更長時間地追蹤這些系統,獲得並合期間及之後發生的更完整視圖。」

持續的X射線信號表明,並合產生的中心引擎仍在活躍。一個主要的假設是,碰撞形成了一顆快速自轉、具有極強磁場的中子星(即磁星),繼續驅動輻射。研究結果暗示,類似的軟X射線活動可能曾出現在以往的短伽馬射線暴中,但因信號微弱而未能被檢測到。

港大天文與天體物理研究所創所所长、物理學系講座教授張冰也是論文作者之一。他強調了這項工作對年輕研究人員的意義。「HKIAA的目標之一是為有才華的年輕研究人員創造環境,讓他們承擔科學領導角色,」張冰教授說。「看到我們的博士生尹一涵作為共同通訊作者在這項國際合作中發揮主導作用,令人特別鼓舞。」

這一發現為研究引力波源和理解恆星碰撞後遺留天體的演化提供了新途徑。該研究匯聚了港大、南京大學、北京師範大學以及歐洲和中國內地多家機構的研究人員。

本內容以英文為準

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