中国科学技术大学薛永泉教授等人发现了一个持续约7小时的独特X射线辐射信号,这个信号来自约6

本报合肥4月11日电(记者常河报道)借助美国宇航局钱德拉空间望远镜完成的南天深场观测,堪称目前世界最深、最活跃的天文观测,时间长达七百万秒。在这场浩渺宇宙的观察之旅中,我国科学技术大学的薛永泉教授及其团队,意外发现了一段持续时间约为7小时的X射线辐射信号,信号源距离地球约66亿光年之遥。所有关键观测数据均指向一个可能的解释:这一信号可能源于双中子星合并后产生的磁星。

中子星是宇宙中最神秘的天体之一,几乎全部由中子构成,拥有超高密度和超强磁场等极端物理特性,堪称检验基础物理规则的天然实验室。尽管我们对中子星充满好奇,但对它们本身的了解仍然相对模糊。例如,双中子星合并会引发什么?这是一个世界性的科学难题。

主流观点认为双中子星合并后的直接产物是黑洞。南京大学戴子高教授等人提出了一种新的理论假设:当中子星的压强随着核物质密度的增大而增加时,双中子星合并可能会产生新的特殊天体——磁星。这些磁星拥有极强的表面磁场,自转速度极快,即使质量超过中子星的质量上限,其离心力也能帮助它抵抗自身的强大引力,因此不会立即塌缩成黑洞。

双中子星合并时,会释放出强烈的引力波辐射,并抛出大量物质。磁星由于其强大的引力作用,会迅速吸入这些被抛出的物质,并在南北极方向产生一个仅持续数秒的超高速、准直的喷流。如果喷流的方向恰好指向地球,那么在地球上我们就能在短时间内探测到大量的高能量伽马射线——这就是所谓的短伽马射线爆发。磁星还会产生持续时间较长的各向同性X射线爆发,即使在没有短伽马射线爆发的情况下也能被探测到。

我国科学技术大学领衔的研究团队不仅观测到了这种曾只存在于理论猜测中的新型X射线信号,还首次在国际上证实了双中子星合并的直接产物可以是磁星。这一成果已在4月11日在线发表在《自然》杂志上。这项发现为我们揭示了双中子星合并可以产生大质量毫秒磁星的事实,进一步排除了许多核物质模型,并明确了一系列关于中子星的物理特性,如物态方程和极高磁场强度等,从而加深了对中子星本质特征的了解。即使未能观测到短伽马射线爆发,我们也能通过磁星的X射线辐射了解双中子星合并以及中子星的更多秘密。来自遥远宇宙的光芒为我们未来的引力波探测和中子星研究带来了新的方向。

值得一提的是,这篇论文的榜首及通讯作者是我国科学技术大学的薛永泉教授,其他主要作者包括他的硕士研究生郑学琛、美国内华达大学的张冰教授、北京大学的李晔博士以及紫金山天文台的吴雪峰研究员等人。

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