深空中每44分钟闪烁一次的神秘天体,无人知晓其缘由

科学家首次发现一种同时发出X射线和射电波的长周期瞬变天体,ASKAP J1832−0911,每44.2分钟脉冲一次,可能是古老磁星或超强磁白矮星系统,挑战现有理论。

神秘的宇宙灯塔

银河系深处,一颗神秘天体正以极其规律的方式脉冲闪烁:每44分钟,它就会发出一束强烈的射电波和高能X射线。它距离地球约1.47万光年,所展现的行为完全违背了天文学家对恒星运行规律的认知。

它不是脉冲星,不是黑洞,也不像我们见过的任何天体。科学家认为,这一奇特信号可能将改写我们对极端恒星物理的理解。

这颗新发现的天体被命名为 ASKAP J1832−0911,由国际射电天文研究中心(ICRAR)的团队首次发现。这是首次在一个长周期射电瞬变体上探测到X射线,这类现象此前从未被观测过,也不在现有理论预测之内。

什么是“长周期射电瞬变”?

长周期射电瞬变(LPT)本身就是个谜团,它们的脉冲频率比普通脉冲星慢成千上万倍。典型脉冲星每几毫秒就发出一次信号,而LPT可能几分钟甚至几小时才发一次。而ASKAP J1832−0911发出的能量之强,前所未见。

挑战认知的天体

ASKAP J1832−0911在2023年12月首次被澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜(ASKAP)探测到。当时,它的射电信号强度高达1870毫焦耳斯基单位(mJy),成为有史以来最亮的射电瞬变体之一。

到了2024年2月,NASA的钱德拉X射线望远镜也在同一片天区发现了与其相同周期(44.2分钟)的X射线脉冲,证实两个信号来自同一来源。

更奇怪的是,它不是一直都在闪烁。2024年2月时它活跃而明亮,但到了8月几乎完全沉寂。这种极端的“开关”式行为表明其背后有强大机制在控制。

另外,科学家发现该天体发出的射电波具有高度结构化的特征,暗示它拥有极强、极有序的磁场,可能比地球强数十亿甚至数万亿倍。

“能在茫茫数据中发现ASKAP J1832-0911的X射线,就像在干草堆中找到一根针。”
—— ICRAR柯廷大学节点的王子腾博士

两种极端可能

研究团队目前提出两种解释,但都极端到几乎超出理论允许范围:

1. 古老磁星

磁星是带有超强磁场的中子星,一般通过磁场衰减释放能量。模拟显示,磁星在演化约50万年后可能表现出与ASKAP J1832−0911相似的特征。但理论上老磁星不应还能发出如此强烈射电波,这仍需解释。

2. 强磁白矮星双星系统

这可能是一个由两个星体组成的双星系统,其中一个是密度极高、类似地球大小的白矮星残骸。两者的磁交互作用可能产生如此射电爆发。但要实现这一点,其中至少一个星体需要具备迄今所知最强的白矮星磁场。

无论是哪种情况,该天体都处于所谓“死亡谷”(death valley)天区——理论上恒星辐射应当崩溃的区域。而它偏偏在此活跃地发光发热。

重塑我们对LPT的认知

真正令科学家震惊的是它释放的能量。仅X射线亮度就相当于十亿亿个灯泡。远远超过先前对这类慢周期天体的能量估计。

“这项探测说明此类天体的能量远超我们原先的认知,并确立了一个‘小时级周期X射线瞬变体’的新类别。”
—— 研究作者团队

这意味着可能还有更多类似ASKAP J1832−0911的天体隐藏在银河系中,只在短暂活跃期才“现身”。而过去的观测可能只是“错过了时机”。

研究方法简述

探测与验证

  • 使用澳大利亚ASKAP射电望远镜进行初步发现(VAST巡天项目)
  • 后续利用VLA、大米波望远镜(GMRT)、MeerKAT等射电设备进一步观测
  • 并结合NASA的钱德拉望远镜、爱因斯坦探测器的X射线数据
  • 分析了射电信号的极化、频谱等特征,并用标准方法推算出距离约14,700光年

主要发现

  • 这是首次在长周期射电瞬变天体中检测到X射线
  • 射电信号极化度高,X射线强度在2024年2月达到峰值
  • 之后在2024年8月明显减弱,呈现剧烈波动

研究限制

  • 无法精确测量射电与X射线脉冲的时间关系
  • 无法确认天体到底是磁星还是磁白矮星
  • 活跃期过于短暂,难以多波段同时观测

论文信息

  • 题目:《从明亮的长周期射电瞬变体中探测到X射线发射》
  • 发表期刊:《Nature》
  • 收稿时间:2024年11月26日
  • 接收时间:2025年4月28日
  • 在线发布时间:2025年
  • 第一作者:王子腾博士(ICRAR柯廷大学)

结语

ASKAP J1832−0911再次证明:宇宙仍充满未知。在我们以为已了解恒星运行机制的今天,它每44分钟一次的闪烁提醒我们,宇宙还有很多秘密,等着被发现。(点击这里看原文)

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