在浩瀚的宇宙探索旅程中,一项来自中国科学院国家天文台的国际科研合作成果,为科学家们揭开了恒星生命终章的神秘面纱。由我国主导的空间科学卫星“天关”(Einstein Probe,EP)成功捕捉到一个极为罕见的宇宙X射线信号——EP240414a,这一发现不仅为理解恒星死亡机制提供了全新线索,还于近日在国际权威学术期刊《自然·天文》上发表。
EP240414a源于距离地球约40亿光年之遥的一次大质量恒星塌缩事件。这次塌缩释放出的巨大能量,在短短150秒内以软X射线的形式爆发,尽管持续时间短暂,却蕴含了恒星核心塌缩的关键信息。值得注意的是,这次塌缩并未如天文学家预期那般产生高能伽马射线暴,而是释放出了频率较低的软X射线辐射。正是这一特性,使得拥有大视场和高灵敏度的“天关”卫星成为了唯一能够捕捉到这一信号的探测器。
通过结合X射线、光学和射电等多波段的观测数据,研究团队首次在这类超新星中发现了弱相对论喷流的存在。这些喷流与伽马射线暴中的物质外流相似,但速度和辐射强度相对较低。得益于“天关”卫星的先进性能,科研人员得以在爆发初期就捕捉到由喷流驱动的微弱X射线信号,并精确追踪了喷流与环境物质相互作用的动力学演化过程,为喷流形成及超新星爆发机制的研究提供了宝贵数据。
此次观测到的暗弱相对论喷流,填补了传统伽马射线暴与普通超新星之间研究空白的领域,为恒星死亡过程的全息认识增添了新的维度。EP240414a发生在其宿主星系的外围区域,暗示它可能属于一类由沃尔夫-拉叶星爆炸导致的短暂X射线爆发,这类现象此前尚未得到系统研究。北京师范大学的高鹤教授作为论文的第一通讯作者指出,这类快速X射线暂现天体犹如宇宙中的短暂烟火,其极短的持续时间使得探测和研究极具挑战性。而清华大学的王晓锋教授作为共同通讯作者则表示,这次发现标志着“天关”卫星自发射以来首次捕捉到与超新星相关的X射线爆发事件,开启了宽场X射线巡天发现超新星的新纪元。
“天关”卫星作为我国首个宽场X射线巡天卫星,自2024年1月9日升空以来,一直致力于监测和发现宇宙中的暂现天体。其革命性的微孔龙虾眼X射线聚焦成像技术,使得卫星在拥有广阔观测视野的同时,具备了远超国际同类设备的探测灵敏度和定位精度。正是凭借这一技术,“天关”能够捕捉到那些转瞬即逝的暗弱宇宙X射线信号,展现了其在新天体和新现象发现方面的强大能力。
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