科學家探測到最遙遠中子星的「首次心跳」

一組天文學家聲稱,他們觀察到了一個不尋常的宇宙物體的誕生。在2023年捕獲的一次伽瑪射線觀測中,他們相信已經檢測到了一個信號,這個信號可比擬於「新生恆星的第一次心跳」。這支團隊由中國南京大學的天文學家陳潤超領導,他們認為這次觀測代表著一顆磁星的生命跡象——磁星是一種中子星,是已知宇宙中磁場最強的物體。磁星的強大磁場使其成為極具吸引力的研究對象。

磁星被認為是宇宙中極為強大的物體。根據美國國家航空航天局(NASA)的資料,磁星的磁場比普通中子星強上千倍,達到一百萬億高斯,這相當於一百兆個冰箱磁鐵的力量。相比之下,太陽的磁場僅約為5高斯。伽瑪射線暴(GRBs)是宇宙中最具能量和最明亮的爆炸現象,然而,它們的持續時間通常僅為幾毫秒。此次2023年的伽瑪射線暴,編號GRB 230307A,是由遠方一個星系中兩顆恆星的碰撞引起的,持續了異常長的200秒,這在GRB的標準中是非常罕見的。

這組研究人員來自香港大學、南京大學以及中國科學院,他們對超過60萬個數據集進行了深入分析,這些數據集是由中國的GECAM衛星和NASA的Fermi衛星收集的。科學家們在《自然天文學》期刊上發表了他們觀察結果的論文。他們在數次觀測中檢測到了一個重複性且一致的信號。在短短的160毫秒內,事件的光線中出現了一個周期性的伽瑪射線波動。這個極其微弱的信號與一顆新生磁星的快速旋轉相一致,顯示這顆星每秒旋轉909次。根據《宇宙今日》的報導,這代表著首次直接檢測到由毫秒磁星在伽瑪射線暴中產生的周期信號。

香港大學物理系的講座教授張彬表示:「這個事件給了我們一個難得的機會。通過揭示其隱藏的『心跳』,我們可以自信地說,某些GRB並非由黑洞驅動,而是由新生磁星所提供的能量。」這一發現改變了我們對伽瑪射線暴的理解,這些暴發曾經被認為僅由黑洞引起,現在也為磁星在中子星碰撞後的火熱殘留中誕生提供了越來越多的證據。

根據研究團隊的理論,一致的信號是由磁星的磁場引起的。在這種情況下,磁星的快速旋轉動作改變了伽瑪射線噴流的特性。然而,這一信號僅在噴流短暫變得不對稱時可見。因此,該信號僅在160毫秒內可見,隨後噴流再次變得對稱。這一新發現徹底改變了我們對伽瑪射線暴的理解,並為磁星能在中子星碰撞後誕生提供了重要的科學依據,顯示出宇宙中的複雜性與神秘性。


Henderson
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