中国“怀柔一号”卫星发现伴随快速射电暴的X射线暴

中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)10月15日晚发布消息说，该所科学家当天通过“怀柔一号”引力波暴高能电磁对应体全天监测器(中文昵称“极目”，英文缩写GECAM)卫星发现一个跟神秘的快速射电暴(FRB)相关联的X射线暴，并确认其来自银河系内的磁星SGR J1935+2154。

快速射电暴是2007年发现的神秘天文现象，其持续时间只有几毫秒，但在宇宙中发生极为频繁，根据估算每天至少有成千上万次到达地球，受限于观测手段，目前只能探测其中的很小一部分。“怀柔一号”这次发现是人类第二次探测到快速射电暴的高能对应体，进一步证明磁星爆发过程可以产生快速射电暴，为深入理解快速射电暴的辐射机制和磁星的爆发机制提供了极为宝贵的数据。

中科院高能所介绍说，磁星是表面磁场强度为地球磁场强度百万亿倍以上的中子星，在活跃期间会产生剧烈的X射线爆发。本次观测中，“怀柔一号”在轨实时发现一例明亮而短暂的X射线暴，准确识别其来自银河系内的一颗编号为SGR J1935+2154的磁星，并通过北斗短报文快速下传发布观测警报。在“怀柔一号”探测到该X射线暴之后8秒，加拿大射电望远镜CHIME探测到来自这颗磁星的一例快速射电暴。这个时间差跟星际物质对射电信号的色散延迟一致，表明“怀柔一号”探测的X射线暴和CHIME探测的快速射电暴起源于该磁星的同一次爆发活动。这次磁星爆发发生后，在“怀柔一号”卫星首席科学家、中科院高能所熊少林研究员带领下，“怀柔一号”载荷和科学运行团队迅速响应、密切协同开展工作，短时间内完成初步分析并将初步观测结果通过天文电报向全球发布。

专家表示，虽然天文学家进行大量观测搜索，但在本次发现之前，只有中国“慧眼”卫星等空间望远镜于2020年4月探测到一例快速射电暴的X射线对应体，成为天文观测的孤证。“怀柔一号”卫星此次发现的X射线暴和第一个快速射电暴X射线对应体一样，都来自编号为SGR J1935+2154的磁星，进一步证明磁星爆发可以伴随产生快速射电暴，是破解快速射电暴起源之谜的重要一步。

据了解，“怀柔一号”卫星是中科院空间科学(二期)战略性先导科技专项部署发射的首个机遇型空间科学项目，该卫星自2020年12月发射运行以来，项目团队已探测到一大批伽马暴、磁星爆发、X射线暴、太阳耀斑等高能天体爆发现象。其中，快速射电暴X射线对应体是“怀柔一号”的主要科学目标，也是近年来天文研究最前沿课题之一。（记者 孙自法）