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　　“慧眼”觀測磁星爆發(fā)
　　只有幾毫秒，其光亮卻令宇宙諸多天體黯然失色，快速射電暴的起源和機制是當今天文學界最大的謎題之一，如今終被解開——磁星是其來源之一，而中國“慧眼”天文衛(wèi)星為此立下汗馬功勞。
　　昨天凌晨，國際著名學術期刊《自然-天文學》在線發(fā)表了中國 “慧眼”（HXMT）衛(wèi)星最新觀測結果：它發(fā)現(xiàn)了首個跟神秘快速射電暴相關聯(lián)的X射線暴，并確認其來自銀河系內的磁星SGR J1935+2154，在國際上首先證認該X射線暴包含的兩個X射線脈沖是快速射電暴的高能對應體。
　　“慧眼”及時轉向，發(fā)現(xiàn)神秘閃爍起源
　　2007年，快速射電暴（簡稱FRB）首次被發(fā)現(xiàn)。要弄清快速射電暴產生的原因，關鍵有兩點：第一是要找到其對應的天體，第二是看到快速射電暴在其他波段的輻射，限制其物理機制。表面磁場強度超過地球百萬億倍的磁星（一種中子星），在活躍期間會出現(xiàn)劇烈的X射線爆發(fā)，被科學家認為是FRB的可能來源之一。
　　2020年4月中旬，銀河系內磁星SGR J1935+2154進入新的活躍期，開始出現(xiàn)頻繁的X射線爆發(fā)。格林威治時間4月28日下午2點34分，加拿大CHIME實驗和美國STARE2實驗同時看到了亮度極高的快速射電暴，將其命名為FRB 200428，其方向與這顆活躍的磁星方向大概一致。
　　4月28日一早，北京師范大學天文系講師林琳向其曾經的導師、“慧眼”衛(wèi)星首席科學家、中科院高能物理研究所研究員張雙南建議：讓“慧眼”盯住這顆星。
　　幾經考慮，張雙南果斷決定讓“慧眼”調整既定觀測計劃，長時間瞄準SGR J1935+2154。指令通過地面運控系統(tǒng)順利注入衛(wèi)星。張雙南回想，幸虧這個及時調整，讓他們沒有與如此重要的一項發(fā)現(xiàn)失之交臂——
　　在FRB 200428之前約8.6秒，“慧眼”探測到了來自這顆磁星方向的一個極亮的X射線爆發(fā)。這個時間差別正好與恒星際物質對射電信號的延遲相當，說明X射線暴和快速射電暴起源于同一次爆發(fā)。
　　基于獨特的準直器設計，“慧眼”對X射線暴進行了高精度定位，從而證明了該X射線暴和快速射電暴都來自這顆磁星，而且該X射線暴的兩個X射線脈沖是該快速射電暴的高能對應體，其能譜十分特殊。
　　這是人類首次確認快速射電暴的起源天體，也是首個起源于銀河系內的快速射電暴。對于理解快速射電暴的物理本質，這是一個重要的里程碑。關于FRB 200428的相關研究成果，被英國《自然》雜志評為2020年十大科學發(fā)現(xiàn)之一，也被美國《科學》雜志列入2020年十大科學突破。
　　獨立定位該FRB全球唯二，“慧眼”居其一
　　“慧眼”的這一系列發(fā)現(xiàn)，與國際上其他望遠鏡的觀測結果，共同證明了快速射電暴可以起源于磁星爆發(fā)，從而破解了快速射電暴的起源之謎，并為理解快速射電暴的輻射機制和磁星的爆發(fā)機制提供了至關重要的數(shù)據(jù)。
　　“更值得一提的是，‘慧眼’的數(shù)據(jù)質量非常高。”張雙南介紹，與其他高能天文衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)相比，“慧眼”對FRB 200428的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計性最好、能區(qū)覆蓋最寬，提供了最為豐富、精細的時變和能譜信息，“這也是‘慧眼’科學價值的最大體現(xiàn)，表現(xiàn)出了它作為空間天文臺的強大科學能力。”
　　作為我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星，“慧眼”自2017年發(fā)射升空以來，已在軌穩(wěn)定運行超過3年半，并在黑洞、中子星等研究方面取得一系列重要成果。這次，它以獨到的載荷優(yōu)勢，成為國際上獨立定位FRB 200428的兩顆天文衛(wèi)星之一，其定位精度遠遠高于探測到FRB 200428的另外兩個射電望遠鏡的精度。此外，“慧眼”衛(wèi)星還是唯一給出爆發(fā)期間X射線能譜詳細演化的設備。
　　出乎意料的是，如此精確的數(shù)據(jù)，卻為張雙南團隊的論文發(fā)表帶來了一些“甜蜜的煩惱”。論文審稿人在審稿意見中表示“不相信如此高精度的數(shù)據(jù)”，張雙南不得不寫下長篇解釋，才打消了審稿人的疑慮。
　　本研究工作主要由中國科學院高能物理研究所、北京師范大學、美國內華達大學、清華大學等單位完成。
　　（原載于《文匯報》 2021-02-20 04版）