借助美國宇航局的錢(qián)德拉空間望遠鏡所完成的當今世界上最深最靈敏的X射線(xiàn)巡天觀(guān)測——七百萬(wàn)秒錢(qián)德拉南天深場(chǎng)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)薛永泉教授等人發(fā)現了一個(gè)持續約 7 小時(shí)的獨特X射線(xiàn)輻射信號，這個(gè)信號來(lái)自約 66 億光年外。各種關(guān)鍵觀(guān)測數據均表明，該信號極有可能源于雙中子星合并之后產(chǎn)生的磁星。

　　中子星是宇宙中最為神奇的天體之一，它幾乎全部由中子組成，具有超高密度(為水密度的上億倍)、超強磁場(chǎng)(為地表磁場(chǎng)的上億倍)等極端物理屬性，是檢驗基本物理規律極佳的天然實(shí)驗室。然而，迄今為止，人們對于中子星自身基本屬性的認識還是相對模糊的。例如，在宇宙中時(shí)有發(fā)生的雙中子星合并會(huì )產(chǎn)生什么?

　　主流的研究觀(guān)點(diǎn)認為雙中子星合并之后直接產(chǎn)物是黑洞。但南京大學(xué)戴子高教授等人最早預言，若中子星壓強隨核物質(zhì)密度的變大而顯著(zhù)增加，則雙中子星合并會(huì )產(chǎn)生新的特殊的中子星——磁星。

　　磁星，表面磁場(chǎng)比目前人類(lèi)實(shí)驗室能制造出來(lái)的最強磁場(chǎng)還強上億倍。它具有超高的自轉速度，每秒自轉幾百上千周。由于磁星的快速自轉，即使它的質(zhì)量超過(guò)中子星質(zhì)量上限，其離心力也能幫助它短期抗衡自身的強大引力，因而不會(huì )坍縮成黑洞。

　　雙中子星合并會(huì )釋放強烈的引力波輻射，同時(shí)還會(huì )在周邊拋出大量物質(zhì)。磁星具有強引力，快速吸入拋出物質(zhì)，并在兩極方向產(chǎn)生一個(gè)只持續幾秒鐘的超高速、準直的噴流。假如噴流方向恰好對著(zhù)地球，地球附近就能在短時(shí)間內探測到大量的高能量伽瑪射線(xiàn)，即天體物理所稱(chēng)的短伽瑪暴。同時(shí)，磁星還會(huì )產(chǎn)生持續時(shí)間較長(cháng)的基本各向同性的X射線(xiàn)爆發(fā)，可在偏離噴流的方向被探測到。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)領(lǐng)銜的研究團隊觀(guān)測到了這種以前只存在于理論猜想中的新型X射線(xiàn)信號，在國際上首次證實(shí)了雙中子星并合直接產(chǎn)物可以是磁星。該成果于 4 月 11 日在線(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志。

　　這一發(fā)現證實(shí)了雙中子星并合直接產(chǎn)物可以是大質(zhì)量毫秒磁星，排除了一批核物質(zhì)模型，明確了一系列關(guān)于中子星物態(tài)方程與極高磁場(chǎng)強度等基本物理特質(zhì)，進(jìn)而深化了對中子星基本屬性的認識。

　　即使沒(méi)有看到短伽瑪暴，人們也能通過(guò)磁星的X射線(xiàn)輻射來(lái)了解雙中子星合并以及中子星自身的更多秘密。來(lái)自 66 億光年外的光輝，為未來(lái)的引力波探測和中子星研究帶來(lái)新的方向。

　　中國科大物理學(xué)院天文系薛永泉是該論文的第一兼通訊作者，其碩士研究生鄭學(xué)琛與美國內華達大學(xué)張冰教授為論文共同通訊作者，北京大學(xué)李曄博士與紫金山天文臺吳雪峰研究員等人為論文主要作者。
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