伽馬射線暴（簡稱伽馬暴）是宇宙大爆炸以來最為壯觀的爆發現象。盡管科學家在過去幾十年已探測到數千例伽馬暴，但關于伽馬暴起源和爆發形成的中心天體（也稱中心引擎）存在較多未解之謎。有理論認為，伽馬暴的中心引擎可能是黑洞，通過其強大的引力快速吸積周圍物質，形成吸積盤并驅動相對論噴流。另一理論則提出，伽馬暴的中心引擎可能是一顆高速自轉且具有極強磁場的中子星即磁陀星，其磁場強度是地球磁場的數萬億倍，能夠釋放巨大的磁能為伽馬暴供能。而確定伽馬暴的中心引擎是哪一種并非易事。科學家需要通過多波段觀測和數據分析來尋找線索。例如，一些短伽馬暴的X射線余輝光變曲線顯示出平臺特征，可能暗示自轉周期短至毫秒的磁陀星作為中心引擎的可能性。然而，目前缺乏直接的觀測證據來驗證這些假設。
2023年3月7日，全球眾多望遠鏡探測到一例非常明亮而特殊的伽馬暴（編號為GRB?230307A），為伽馬暴中心引擎研究帶來了新曙光。雖然GRB?230307A主暴的持續時間較長，表面上屬于長伽馬暴范疇，但紅外波段觀測顯示其伴隨著千新星的輻射且相對于其宿主星系有較大位置偏移。這些特征表明，GRB?230307A可能源自致密星的并合。中國科學院研制的“天關”衛星探路者“萊婭”和“懷柔一號”極目衛星捕捉到GRB?230307A的瞬時輻射，揭示了該伽馬暴的獨特性質，并首次在瞬時輻射階段發現了磁陀星作為中心引擎的直接證據。
研究分析“萊婭”和極目衛星聯合獲得的覆蓋X射線到伽馬射線寬波段數據發現，GRB?230307A瞬時輻射的性質支持該暴起源于致密星的并合。值得注意的是，該暴在伽馬射線和X射線波段表現出不同特征。具體而言，X射線輻射的持續時間顯著長于伽馬射線，且其X射線的能譜與根據伽馬射線能譜分布向X射線波段外推的結果存在顯著差異。特別是在伽馬射線輻射消失后，X射線波段顯現出由磁陀星驅動的輻射成分。
“天關”衛星寬視場X射線望遠鏡載荷科學家、“萊婭”負責人、中國科學院國家天文臺正高級工程師凌志興認為：“‘萊婭’作為‘天關’衛星萬星瞳載荷的實驗模塊，其搭載空間新技術試驗衛星發射具有重要意義，為萬星瞳載荷提供了在軌驗證試驗的機會，確保了萬星瞳在實際運行中能夠達到預期性能。”“天關”衛星首席科學家、國家天文臺研究員袁為民評價道：“‘萊婭’獲取的科學數據極具科學價值。‘萊婭’捕捉到GRB?230307A的瞬時輻射，揭示了該伽馬暴的獨特性質。這不僅證實了磁陀星可作為伽馬暴的中心引擎，更為研究致密天體的物態性質提供了重要依據。”極目衛星首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員熊少林表示：“這是極目衛星繼精確測量千年一遇的最亮伽馬暴之后發現的又一個極端明亮的伽馬暴。值得一提的是，這個重要伽馬暴首先由極目衛星發現并及時向國際天文界通報，從而開啟了全球范圍內的聯合觀測。”
12月16日，相關研究成果在線發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院空間科學戰略性先導科技專項等的支持。該研究由國家天文臺、高能所、南京大學、紫金山天文臺及美國內華達大學等合作完成。
論文鏈接
GRB?230307A的X射線光變曲線以及磁陀星作為中心引擎的模型擬合
“萊婭”和極目衛星聯合探測到的GRB?230307A的多波段光變曲線和能譜
本文鏈接：“天關”衛星探路者“萊婭”與極目衛星聯合揭示伽馬暴形成磁陀星的直接證據http://www.sq15.cn/show-12-537-0.html
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