国际团队探测到附近星系中巨型磁星的喷发

顺其自然362

艺术家对磁星的印象。磁星是宇宙中磁场最强的天体。来源：ESA

据日内瓦大学：当欧空局的卫星INTEGRAL观测天空时，它发现了来自附近M82星系的伽马射线爆发——高能光子。仅仅几个小时后，欧空局的XMM牛顿X射线太空望远镜就搜索到了爆炸产生的余辉，但没有发现。

包括日内瓦大学（UNIGE）研究人员在内的一个国际团队意识到，这次爆发一定是来自磁星的星系外耀斑，磁星是一颗年轻的中子星，具有异常强的磁场。这一发现已发表在《自然》杂志上。

2023年11月15日，欧空局的INTEGRAL卫星发现一个罕见物体突然爆炸。在仅仅十分之一秒的时间里，天空中出现了一股短暂的高能伽马射线爆发。“卫星数据是在INTEGRAL科学数据中心（ISDC）接收的，该中心位于UNIGE天文系的Ecogia站点，在探测到伽马射线爆发警报后仅13秒，就向全球天文学家发出了伽马射线爆发警告，”该出版物的合著者、UNIGE理工学院天文系高级研究员Carlo Ferrigno解释道。

IBAS（Integral Burst Alert System）软件自动定位了距离1200万光年的M82星系。该警报系统是由UNIGE的科学家和工程师与国际同事合作开发和运行的。

来自附近星系的奇怪信号

“我们立即意识到这是一个特殊的警报。伽马射线爆发来自遥远的天空中的任何地方，但这次爆发来自附近明亮的星系，”意大利米兰国家天体物理研究所的Sandro Meregetti解释道，他是该出版物的主要作者和IBAS的撰稿人。

该团队立即要求欧空局的XMM牛顿太空望远镜尽快对爆炸的位置进行后续观测。如果这是由两颗碰撞的中子星引起的短暂伽马射线爆发，碰撞会产生引力波，并在X射线和可见光中产生余辉。

然而，XMM-Newton的观测只显示了星系中的热气和恒星。他们还使用地面光学望远镜，包括意大利国家伽利略望远镜和法国上普罗旺斯天文台，在爆炸发生后仅几个小时就开始寻找可见光信号，但再次一无所获。

由于X射线和可见光中没有信号，地球上的探测器（LIGO/VIRGO/KAGRA）也没有测量到引力波，最确定的解释是信号来自磁星。

磁星：巨型磁星，最近死亡

“当质量超过太阳八倍的恒星死亡时，它们会爆炸成超新星，留下黑洞或中子星。中子星是非常紧凑的恒星残余，其质量超过太阳的质量，堆积成日内瓦州大小的球体。它们旋转迅速，磁场强，”该出版物的合著者、UNIGE理工学院天文学系高级研究员Volodymyr Savchenko解释道。

一些年轻的中子星具有超强的磁场，是典型中子星的10000倍以上。这些被称为磁星。它们以耀斑的形式释放能量，偶尔这些耀斑会非常巨大。

然而，在过去50年的伽马射线观测中，只有三个巨大的耀斑被确认来自我们星系中的磁星。这些爆发非常强烈：2004年12月探测到的一次爆发来自距离我们30000光年的地方，但其威力仍然足以影响地球大气层的上层，就像来自离我们更近的地方的太阳耀斑一样。

INTEGRAL探测到的耀斑是首次确认银河系外有磁星耀斑。M82是一个恒星形成的明亮星系。在这些区域，大质量恒星诞生，过着短暂的湍流生活，并留下一颗中子星。Savchenko补充道：“在这个区域发现了一颗磁星，这证实了磁星很可能是年轻的中子星。”。

在其他星系外恒星形成区域，将继续寻找更多的磁星，以了解这些非凡的天文物体。如果天文学家能够发现更多，他们就可以开始了解这些耀斑发生的频率，以及中子星在这个过程中是如何损失能量的。

INTEGRAL，与时间赛跑的关键乐器

只有当天文台已经指向正确的方向时，才能意外地捕捉到如此短暂的爆发。这使得INTEGRAL拥有比月球覆盖的天空面积大3000多倍的大视场，对这些探测非常重要。

Ferrigno解释道，“我们的自动数据处理系统非常可靠，使我们能够立即向社区发出警报。”当发现这样的意外观测结果时，INTEGRAL和XMM-Newton可以灵活安排时间表，这对时间关键的发现至关重要。

在这种情况下，如果仅仅在一天后进行观测，就不会有如此有力的证据表明这确实是一颗磁星，而不是伽马射线暴。