隱藏在伽馬射線暴中的信號可能是奇怪的新生兒的第一次心跳

天文學家可能已經(jīng)記錄了我們宇宙能夠產(chǎn)生的最奇怪的物體之一的暴力誕生。

在2023年一次奇異的伽馬射線太空爆炸中，由中國南京大學天文學家陳潤超領(lǐng)導的團隊檢測到了一個信號，他們說這是一個新形成的嬰兒的啼叫聲磁星，現(xiàn)存的磁性最極端的物體。

“這是人類第一次在伽馬射線暴中直接觀測到毫秒磁星的周期性信號，”陳 說.“這就像聽到新生明星的第一聲心跳?！?/p>

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伽馬射線暴是宇宙中能量最大的爆炸，我們知道（至少）有兩種機制可以產(chǎn)生它們。持續(xù)時間不到兩秒的短時間伽馬射線暴隨著從中爆發(fā)的千新星爆炸而噴出碰撞中子星.

另一方面，長時間爆發(fā)是超過兩秒，并伴隨著核心坍縮超新星爆炸的誕生黑洞.

嗯，或多或少。伽馬射線暴檢測2023 年 3 月 7 日，名為 GRB 230307A，逆勢而上。當時，它是有史以來檢測到的第二亮的伽馬射線暴，持續(xù)了 200 秒;然而，爆炸后光線的演變方式表明中子星碰撞，而不是核心坍縮超新星。

實際上，這并不是唯一與中子星合并相關(guān)的長持續(xù)時間伽馬射線暴;2021 年另一次 50 秒的爆發(fā)，名為 GRB 211211A，是與千新星有關(guān)，這表明這些不尋常的爆炸可能還有其他原因在起作用。

當兩顆中子星碰撞并合并成一個物體時，該物體的身份取決于最終質(zhì)量。中子星的質(zhì)量上限約為太陽質(zhì)量的 2.3 倍，因此比太陽質(zhì)量重的物體應該變成一個黑洞.來自兩個長持續(xù)時間千新星的數(shù)據(jù)表明，兩者的最終物體都是一種稱為磁星的中子星。

這些物體具有令人難以置信的強大磁場，大約是典型中子星的 1,000 倍。這些奇怪的、死去的、磁性的恒星可以達到一些瘋狂的惡作劇，但我們對它們還有很多不了解的地方，包括它們?nèi)绾我约盀槭裁磽碛衅渌凶有撬鶝]有的如此驚人的磁場。

首先弄清楚磁星是如何形成的將使我們朝著解開這個謎團邁出重要一步，因此 Chen 及其同事仔細研究了 GRB 211211A 和 GRB 230307A，在數(shù)據(jù)中尋找證據(jù)表明這兩種事件都可能與磁星的形成有關(guān)。

他們在 GRB 230307A 中找到了它。在事件的光照下，僅僅 160 毫秒，就在最初檢測到伽馬射線暴 24.4 秒后的臨界點出現(xiàn)了微弱的周期性伽馬射線波動。研究人員解釋說，這種微小的信號與新生磁星的快速旋轉(zhuǎn)一致。

“磁星的快速自旋通過其磁場將周期性信號印在伽馬射線射流上，”物理學家張兵說香港大學?！叭欢捎趪娏餮葑冄杆?，只有當發(fā)射短暫變得不對稱時才會出現(xiàn)這種信號。在短短 160 毫秒的時間里，心跳是可見的，然后噴流的對稱性再次隱藏了它。

這表明伽馬射線暴是由主要由磁場驅(qū)動的噴流主導的，并提供了一種分析和解釋其他千新星事件的新方法。它還有助于越來越多的證據(jù)磁星可以在中子星碰撞的火焰和憤怒中誕生。

“這一發(fā)現(xiàn)改變了我們對宇宙中最極端爆炸的理解，”張 說.“它表明，新誕生的磁星可以在緊湊的恒星合并中幸存下來，并充當強大的宇宙引擎。這開辟了多信使天文學的新領(lǐng)域，將伽馬射線連接起來，引力波，以及致密恒星的物理學。

該研究已發(fā)表在自然天文學.

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