磁星为宇宙神秘天文现象快速射电暴的一种起源

证认磁星为宇宙神秘天文现象快速射电暴的一种起源——2月19日在英国《自然·天文学》杂志在线发表的中国“慧眼”卫星研究成果在国际天文学界引起轰动。

“中国‘慧眼’为证认快速射电暴的起源作出了重要贡献，不仅如此，向全世界开放的‘慧眼’卫星、下一代天文台、‘中国天眼’射电望远镜等，还将为人类天文学发展贡献更大的中国力量。”“慧眼”卫星首席科学家、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南18日接受新华社记者专访时说。

2007年，人类首次报告发现宇宙中存在一种仅持续几毫秒的神秘天文现象——快速射电暴。它随即成为公众最感兴趣的天文现象之一，其起源和产生原因也堪称当今天文学研究的最热门课题之一。去年4月，一个国际科研团队首次在银河系发现亮度极高的快速射电暴FRB 200428，分别入选英国《自然》杂志的2020年十大科学发现和美国《科学》杂志的2020年十大科学突破。

一些科学家认为，快速射电暴的起源可能与银河系内的磁星相关，但仅靠射电望远镜的数据无法最终确认。

但很快，中国“慧眼”卫星的观测结果为全球天文学界提供了答案，证认了快速射电暴FRB 200428来自银河系内的磁星SGR J1935+2154。这一最新观测结果引发国际天文学界广泛关注，在19日正式刊发于《自然·天文学》杂志前，其预印本文章就已被大量转载引用，被认为是“破解快速射电暴起源之谜的一块重要拼图”。

“当然，(这)也有运气的成分。”张双南笑着说。不过，“好运气”的背后是“硬实力”。2017年6月发射升空的“慧眼”卫星是中国第一颗空间X射线天文卫星，与国外同类卫星相比，它具有覆盖能段宽、在高能X射线能段的有效面积大、时间分辨率高、有效工作时间占比高等优点。也正因为如此，“慧眼”能“看到”首个与神秘快速射电暴相关联的X射线暴，并在国际上首先证认该X射线暴包含的两个X射线脉冲是快速射电暴的高能对应体，从而确认快速射电暴FRB 200428来自磁星。

卫星的硬件条件是“眼力”，何时看、往哪看，更考验科研人员的脑力。“慧眼”卫星观测时间极其宝贵。“如果折换成人民币的话，看一天的成本相当于30万元人民币，决定观测内容总会让人有点纠结。”张双南说。

2020年4月下旬，银河系内磁星SGR J1935+2154活动频繁。作为“慧眼”卫星首席科学家，张双南接受北京师范大学研究人员林琳建议，于当月28日上午11时左右通过中科院空间科学先导项目的地面运控系统发出指令，暂停“慧眼”正在进行的任务，转向这颗磁星实时观测。当时，全球窄视场天文观测装置中，只有“慧眼”在观测这颗磁星。幸运的是，“我们启动7小时后，就第一次同时看到了快速射电暴和X射线爆发，这是非常重要的事情”。

有关快速射电暴起源的猜测有50多种，其中包括其来自中子星、黑洞等推测，也有科学家将其与外星文明信号相关联。“慧眼”卫星的最新观测成果是否意味着给出了最终答案?

“大自然总喜欢和我们做游戏，银河系内的快速射电暴是否与银河系外完全一样?大自然会不会有其他的玩法，相信未来的游戏会变得更加有趣，”张双南说，“我们不能说没有别的起源，但至少我们证明了磁星是起源之一，是破解快速射电暴起源之谜的一块重要拼图。”

谈到“慧眼”的继任者——中国领导的大型国际合作空间项目“增强型X射线时变与偏振空间天文台”(eXTP)时，张双南介绍说，已进入方案设计阶段的eXTP将成为2027年后国际领先的旗舰级空间X射线天文台，“其综合性能相比于国际同类卫星有一个数量级以上的提升，将把中国的空间高能天文研究进一步带入国际领先水平”。

“人类仰望天空的原因，来自我们人类本能的好奇心，对于天文学研究来说，我们解决了一个问题，也意味着带来新的挑战，”张双南说，“银河系外的快速射电暴因为距离更远，其高能对应体将非常微弱，eXTP无疑将是探测它们的理想设备。”

张双南说，天文学发展“需要利用全世界的天文资源，因为我们每个人看到的天空都是有限的，要想对任何一个天体做不间断的详细观测，需要动用整个世界的资源”，也正因为如此，中国“慧眼”、“中国天眼”望远镜以及未来的eXTP天文台“对全世界开放，中国会在天文学领域贡献更大的力量”。(新华社记者郭爽 梅元龙)

关键词： 磁星 快速射电暴 起源