“天关”推动X射线时域天文领域进入新时代
文|《瞭望》新闻周刊记者
10月31日,在中国科学院国家空间科学中心举行的爱因斯坦探针卫星(“天关”卫星)在轨交付仪式暨成果发布会上,“天关”卫星展示了其在空间科学领域取得的重要突破。自2024年1月9日成功发射以来,“天关”卫星以其卓越的X射线探测能力,探测到多种类型的暂现天体,并捕捉到几例可能的新类型暂现源,成功获取了由中国自主研制设备观测到的首张全天X射线天图,标志着X射线时域天文领域进入了新的时代。
“天关”卫星是中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项立项并实施的空间科学卫星系列任务之一,是面向时域天文学的发现型X射线天文探测卫星,旨在探测更远、更暗、更有价值的暂现源。暂现天体是指在可观测的水平上出现的新的天体,通常在持续一段时间后辐射变暗或者消失。暂现和爆发天体通常起源于天体的灾变过程或极端物理条件和环境,是宇宙探索的主要科学前沿。
在测试和运行的初期阶段,“天关”卫星已经探测到60例确定的暂现天体,上千例暂现天体候选体,以及480多例恒星耀发,探测到上百例已知天体的爆发。“天关”卫星团队向国际天文界发送了100多条天文警报,引导了国际上地面和空间多波段设备的后随观测。“天关”卫星所探测到的X射线暂现天体种类丰富,涉及了恒星、白矮星、中子星、各种质量类型的黑洞、伽马射线暴、超新星等,辐射持续时长覆盖了从几十秒到几个月,跨越了6个数量级。
例如在2024年4月8日,“天关”发现一例暂现天体EP240408a,并记录了其X射线的一次剧烈爆发。此次爆发的亮度增强了300倍,持续了仅12秒。随后,该X射线天体在大约10天后消失。此类中等时标的暂现源,在以往的观测中很少出现。该天体的光谱和时变特征与目前已知的天体类型均不完全一致,表明它可能属于一种前所未知的暂现天体类别。这一发现对于拓展我们对宇宙暂现天体族群的认识以及理解极端物理过程具有重要的科学价值。该成果作为“天关”团队首篇正式发表的科学论文,于北京时间10月30日在《中国科学:物理学 力学 天文学》期刊在线发表。
“天关”卫星首席科学家,国家天文台研究员袁为民表示:“EP240408a的发现可能预示着一类全新的暂现源类型。其辐射集中在X射线,且较为暗弱,持续时间只有10 天左右,很难被其他X射线和其他波段的望远镜探测到。‘天关’卫星早期的这些发现表明,我们之前所认识的暂现天体可能只是冰山一角。这些发现对于我们研究宇宙中的极端天体及其物理过程的多样性具有重要意义。我们将这一创新成果发表在中国的期刊上,也更加彰显了在人类探索宇宙征程中的中国贡献。”□