中国科学院 信用:CC0公共领域 洞察-HXMT的最新观测结果发表在2月16日的《自然天文学》在线版上
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洞察-HXMT发现了第一个与快速射电爆发(FRB)相关的X射线爆发,并确定它源于软伽马中继器(SGR) J1935+2154,这是我们银河系中的一颗磁星
洞察-HXMT是第一个将这次x光爆发的双尖峰结构确定为FRB 200428的高能对应物
这一发现,连同其他望远镜的结果,证明了FRB可能来自磁星爆发,从而解决了关于FRB起源的长期困惑
这些来自Insight-HXMT的结果也有助于解释FRBs的发射机制,以及磁星爆发的触发机制
这项工作是由中国科学院高能物理研究所(IHEP)、北京师范大学、内华达大学拉斯维加斯分校、清华大学等机构的科学家进行的
首次发现于2007年的FRBs是天文学中的一大谜团
它们仅在几毫秒内就释放出巨大的能量
在我们宇宙的不同区域已经探测到大约100个这样的事件
此外,从同一方向发现了重复的频响带
考虑到射电望远镜的狭窄视野,FRBs的事件率非常高:每天有数千个这样的爆发到达地球
然而,在“洞察-HXMT”和其他几个空间x光仪器发现这一点之前,从未检测到任何其他波长的FRB辐射,所有定位相当好的FRB都来自遥远的河外源,其身份和性质尚不清楚
这种神秘现象的起源和机制是当今天文学中最大的问题之一
科学家们提出了许多模型来解释FRB的物理起源,例如两个致密物体的合并、致密恒星的坍缩、磁星爆发、中子星和小行星的碰撞,甚至来自外星人的信号
近年来,越来越多的观察揭示了更多的不倒翁属性,加剧了对其起源的争论
为了理解FRB的本质,我们需要回答两个问题:FRB的来源是什么,FRB在其他波段是什么样子的? 2020年4月28日,格林尼治时间14:34,美国的加拿大编钟实验和STARE2实验
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独立检测到一个非常亮的FRB,命名为FRB 200428
它来自与银河磁星SGR J1935+2154大致相同的方向
根据光纤布拉格光栅的色散测量,该光纤布拉格光栅的源位于大约30,000光年之外,这与到SGR J1935+2154的距离大致一致
磁星是一组中子星,具有比地球磁场强100万亿倍的极端表面磁场
当磁星活跃时,它可以发出明亮的短x光爆发
因此,理论家推测,磁星也能发射FRB
2020年4月中旬,SGR J1935+2154进入了一个新的活跃期,数百次x光爆发被释放
为了响应这个机会,Insight-HXMT改变了它的观测计划,并开始对SGR J1935+2154进行非常长时间的定点观测
大约8
在FRB 200428之前6秒,Insight-HXMT探测到一个来自SGR J1935+2154的非常明亮的X射线爆发
这次x光爆发也被欧洲卫星INTEGRAL、俄罗斯探测器Konus-Wind和意大利卫星AGILE探测到
时间差与星际介质造成的无线电信号的时间延迟一致
这表明x光和无线电辐射来自同一次爆炸
此外,基于其准直器的独特设计,洞察-HXMT能够很好地定位这种明亮的x光爆发,从而证明x光爆发和FRB 200428都源于磁星SGR J1935+2154
这不仅是第一个被确认的联邦储备银行的来源,也是第一个起源于我们银河系的联邦储备银行
这是理解FRB和磁星本质的一个里程碑
FRB 200428的发现及相关研究被《自然与科学》杂志评为2020年十大发现之一
与其他高能卫星的观测数据相比,Insight-HXMT的FRB 200428的观测数据在统计上最丰富,覆盖了最宽的能带,从而提供了关于x光爆发的最详细的时间和光谱信息
洞察-HXMT是独立定位这一x光爆发的两颗卫星之一,显示出比探测到FRB 200428的两台射电望远镜更高的精度。
洞察-HXMT还探测到,在这次x光爆发的光曲线中,两个x光尖峰在时间上非常接近于FRB,这一结果后来被其他卫星数据证实
最后,Insight-HXMT是唯一一台为这次x光爆发的光谱演变提供详细分析数据的仪器
具体来说,这两个尖峰的x光光谱与来自爆发的其他部分的光谱以及来自磁星的大多数x光爆发的光谱明显不同
这些结果对于理解FRBs的物理机制至关重要
综上所述,Insight-HXMT已经发现这个X射线爆发来自磁星SGR J1935+2154,这个X射线爆发的两个尖峰是FRB 200428的高能对应物,这个X射线爆发的光谱是特殊的
这些观测还表明,作为一个空间天文台,洞察-HXMT非常强大
洞察-HXMT是中国第一个太空x光观测站
1993年由IHEP的李提培和吴梅首次提出
洞察-HXMT由中国国家航天局和中国科学院资助
IHEP负责卫星有效载荷、科学数据中心和科学研究
中国空间技术研究院是洞察-HXMT卫星平台的建造者
清华大学、国家空间科学中心、北京师范大学和其他机构也为Insight-HXMT任务做出了贡献
Insight-HXMT上探测器的校准得到了意大利费拉拉大学国家计量研究所和马克斯·普朗克外星物理研究所的支持
自2017年6月15日发射以来,洞察-HXMT已在轨道上成功运行了3年多
5年
它在黑洞、中子星和其他现象方面取得了一系列重要的科学成果
随着“洞察-HXMT”在轨道上顺利运行,由IHEP和许多其他国内和国际伙伴机构开发的增强型X射线计时和旋光计空间飞行任务,经过10多年的初步研究和关键技术开发,已进入第二阶段(设计阶段)
与其他类似的卫星相比,它将把研究中子星和黑洞的能力提高一个数量级或更多
eXTP将把中国和eXTP国际财团带到高能空间天文学的前沿
河外聚变堆的高能对应物由于距离很远而非常弱
eXTP将是检测它们的理想工具
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