近日,中國科學院主導的國際合作空間科學衛星“天關”(EP)取得重要突破,成功捕捉到編號為EP240414a的一個轉瞬即逝的宇宙X射線信號,為揭示恒星死亡過程提供了全新視角。
EP240414a源自約40億光年外的一個大質量恒星的塌縮式終結,巨大的能量釋放產生的瞬時輻射爆發僅持續約150秒,卻蘊含了恒星核心塌縮與能量釋放的重要信息。這次大質量恒星塌縮并沒有產生以往天文學家通常觀測到的、更高能的伽馬射線暴,而是發出了頻率低得多的軟X射線輻射。因此,只有在軟X射線波段同時具有大視場和高靈敏度的“天關”衛星能夠獨家捕獲EP240414a。
科研團隊通過X射線、光學和射電等多波段聯合觀測,確認EP240414a后期演化為Ic寬吸收線型超新星SN 2024gsa,并首次揭示此類超新星存在弱相對論噴流——類似伽馬射線暴中的、聚束于一個小角度以接近光速運動的物質外流,但速度和輻射強度低于伽馬暴。借助“天關”衛星的大視場和高靈敏度,科研人員得以在爆發最初階段捕獲由噴流驅動的微弱X射線信號,對噴流與環境物質相互作用的動力學演化進行精準跟蹤,為探討噴流形成及超新星的爆發機制提供了關鍵觀測依據。
對此類暗弱的相對論噴流的觀測,填補了對介于傳統伽馬射線暴與普通超新星這兩類常見的天體爆發之間新現象的研究空白,提供了對恒星死亡過程的全息認識。該爆發事件發生在其宿主星系外圍,提示EP240414a可能屬于一類尚未被系統研究的由沃爾夫-拉葉星爆炸導致的短暫X射線爆發。
6月26日,相關研究成果發表在《自然-天文學》(Nature Astronomy)上。上述工作由國家天文臺、北京師范大學、華中師范大學、清華大學和美國內華達大學等完成。
作為中國首個寬場X射線巡天衛星,“天關”衛星于2024年1月9日在西昌發射場升空,主要任務是監測和發現宇宙中的暫現天體。此次成果得益于“天關”衛星革命性的微孔龍蝦眼X射線聚焦成像技術,使得衛星在具有大的觀測視野的同時,具有高出國際上同類設備1至2個數量級的探測靈敏度和定位精度。其視場可同時覆蓋整個天空的十一分之一,相當于約1.8萬個滿月大小區域。正是這種看得更遠、更暗弱的大視場監視能力,使得“天關”衛星可以捕捉到這類轉瞬即逝的暗弱宇宙X射線信號。
論文鏈接
EP240414藝術想象圖
峰值能量與各向同性能量關系圖(Amati關系)。EP240414a相較于經典伽馬射線暴及部分低光度伽馬暴呈現顯著偏離特征。
超新星SN 2024gsa光學波段光度演化圖,其爆發后20天的凱克望遠鏡光譜觀測證實該源為寬線Ic型超新星。
本文鏈接:“天關”衛星發現新型暫現X射線天體并揭示與超新星的神秘關聯http://www.sq15.cn/show-12-1364-0.html
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