19日，中國慧眼衛(wèi)星團隊在京宣布，慧眼衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)首個跟神秘的快速射電暴相關聯(lián)的X射線暴，確認其來自銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154，并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。這一發(fā)現(xiàn)，與國際上其它望遠鏡的觀測一起，證明快速射電暴可以起源于磁星爆發(fā)，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)。
該成果于北京時間2月19日在線發(fā)表在國際著名期刊《自然·天文學》。
快速射電暴(簡稱FRB)是2007年發(fā)現(xiàn)的神秘的天文現(xiàn)象，持續(xù)時間只有幾毫秒，其起源和產(chǎn)生機制是當今天文學最大的謎題之一。要弄清快速射電暴產(chǎn)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它波段的輻射，限制其物理機制。
2020年4月28日， 格林威治時間下午2點34分，加拿大CHIME實驗和美國STARE2實驗同時看到了一個亮度極高的快速射電暴，被命名為FRB 200428，其方向與銀河系內(nèi)的磁星SGR J1935+2154方向大概一致，而且根據(jù)恒星際介質(zhì)對不同頻率射電信號之間的時間延遲推算，暴發(fā)源的距離為大約3萬光年，也跟SGR J1935+2154大致相符，因此，F(xiàn)RB 200428很可能起源于銀河系內(nèi)的這顆磁星，但還需要更多的觀測證據(jù)加以確認。
磁星是表面磁場強度為地球磁場強度百萬億倍以上的中子星，在活躍期間會出現(xiàn)劇烈的X 射線暴發(fā)，因此很多理論家認為它們也可以產(chǎn)生快速射電暴。2020年4月中旬，SGR J1935+2154進入了一個新的活躍期，開始出現(xiàn)頻繁的X射線暴發(fā)。在這種情況下，慧眼衛(wèi)星調(diào)整了既定的觀測計劃，對這顆磁星進行了長時間定點觀測。在FRB 200428之前約8.6秒，慧眼衛(wèi)星探測到了來自這顆磁星方向的一個極亮的X射線暴發(fā)，它同時也被歐洲的INTEGRAL衛(wèi)星、俄羅斯的KONUS-WIND探測器和意大利的AGILE衛(wèi)星監(jiān)測到。這個時間差別正好與恒星際物質(zhì)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)。此外，慧眼衛(wèi)星基于獨特的準直器設計，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。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(nèi)的快速射電暴。對于理解快速射電暴的物理本質(zhì)，這是一個重要的里程碑。關于FRB200428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。
跟其它高能天文衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)相比，慧眼衛(wèi)星對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�；垩坌l(wèi)星還是國際上獨立定位了該X射線暴的兩顆天文衛(wèi)星之一，定位精度遠遠高于探測到FRB 200428的兩個射電望遠鏡的精度。在這個X射線暴發(fā)的光變曲線中，慧眼衛(wèi)星探測到兩個X射線脈沖跟快速射電暴的兩個峰在時間上高度吻合，該結(jié)果后來也被其它衛(wèi)星的數(shù)據(jù)所證實�；垩坌l(wèi)星還是唯一給出了暴發(fā)期間X射線能譜詳細演化的設備，發(fā)現(xiàn)該X射線暴峰值處的X射線能譜和其它時間段暴的能譜顯著不同，同時也與絕大多數(shù)的磁星X射線暴明顯不同。這些結(jié)果對于理解快速射電暴的產(chǎn)生機制至關重要。
慧眼衛(wèi)星是我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星，由高能所李惕碚、吳枚等在1993年提出�；垩坌l(wèi)星的研制得到了國家國防科技工業(yè)局民用航天科研經(jīng)費和中國科學院空間科學先導專項的共同支持，高能所作為首席科學家單位，負責衛(wèi)星有效載荷、地面應用系統(tǒng)和科學研究工作，航天科技集團公司五院為衛(wèi)星總體單位，參加慧眼衛(wèi)星工程的還有清華大學、中國科學院國家空間科學中心、北京師范大學等單位，慧眼衛(wèi)星探測器的標定工作得到了中國計量科學研究院、意大利Ferrara大學和德國馬普地外物理研究所的參與和大力支持。 自2017年6月15日發(fā)射升空以來，慧眼衛(wèi)星已在軌穩(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。(吳月輝)
