原型机|银河系首次发现一颗具有超强磁场的新天体

【原型机|银河系首次发现一颗具有超强磁场的新天体】又一扇探寻宇宙奥秘的新窗口被打开。昨天，国际权威学术期刊《自然》发表的一项成果显示，天文学家通过SKA（平方公里阵列）先导望远镜——澳大利亚西部的默奇森宽场阵列（MWA）的观测数据，在低频射电天空发现一颗拥有超强磁场的新天体。
这一由中国科学院上海天文台参与的重大发现，将打破低频射电天空长久以来的沉寂和平静，以SKA及其先导望远镜为代表的新一代射电望远镜，正以更深入、更广泛的观测能力，迎来射电暂现源研究的新时代。
本科实习生的一个意外发现
射电波段高于1吉赫兹（GHz）的高频射电天空因超新星爆发、伽马射线暴、黑洞吸积盘耀发等暂现天体而熠熠生辉，但低频射电天空却表现得异常安静。
MWA的主要观测波段为70-300兆赫兹（MHz），一般观测到的都是河外星系的核心。可是，在2018年1月初至3月末，它却记录到一个神秘天体的至少71次亮起。
“它就像一个快要坏掉的灯泡，时亮时暗地闪一下，之后就彻底沉默了——直到今天，再也没亮过。 ”中国科学院上海天文台助理研究员张翔是这篇论文的第二作者，她的澳洲合作者、澳大利亚科廷大学国际射电天文研究中心的赫利-沃克博士，通过分析SKA先导望远镜的观测数据，发现这是一个具有异常缓慢周期性辐射的射电暂现源。
有趣的是，最先发现这一数据异常的，是赫利-沃克博士带教的一名本科实习生。 2021年2月，这名实习生在整理过往数据时，发现了这个神奇的“光亮” ，于是向导师汇报。赫利-沃克在对数据进行了初步处理后发现， “光亮”可能是偏振源，于是就找到了从事这方面研究的张翔。
此后，她们又通过合作者进行重新观测、建立理论物理模型，最终确定：这个暂现源位于银河系内，距离地球只有4200光年。从地球上看，它就在银河边上。在爆发阶段，它是150兆赫兹波段南天最明亮的30个射电源之一。它的爆发周期约为18分钟，比已知最长的脉冲星爆发周期长9倍，每次爆发持续约30-60秒，也有一些不足0.5秒的爆发。而在更多情况下，它则被观察到以小时为单位，比较平滑地演变轮廓，就像一颗流溢柔光的夜明珠。
为搜寻低频暂现源打开新窗口
迄今为止，在光学、红外、高能观测中，天文学家均未发现这个新天体的对应体，这为这颗“新星”蒙上了神秘面纱。
“目前，我们从它超强的偏振特性中，推断出它具有超强磁场。 ”张翔解释，因为偏振测量显示，这个天体的线偏振度约为90% ，超过了150兆赫兹波段中同一观测模式下的所有已知脉冲星。
然而，这个暂现源的长周期和低频波段的高偏振度，却无法用已知的脉冲星理论模型和观测特征来解释。因此，研究人员排除了它是一颗普通脉冲星的可能性，国际科学界对其性质开展了热烈讨论。该研究团队认为，它更有可能是一颗磁星或者是一颗拥有超强磁场的白矮星。
这一发现之所以能够登上《自然》杂志，是因为它为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口。这是一个长期被忽略的领域——由于银道面区域有复杂的射电辐射结构和较强的星际闪烁，在以往大多数低频射电巡天项目中，对暂现源的搜寻往往局限于远离银道面的区域，没有对周期为几分钟到几小时的暂现源进行过系统搜寻。
“如果能继续探测到更多具有类似特征的暂现源并揭示其物理性质，则意味着在银河系内存在一类具有超强磁场的长周期星体，有助于全面了解恒星的演化和死亡。 ”张翔透露，研究团队正在开展系统性的搜寻，以发现更多这种类型的星体，并建立一个大样本进行统计研究，从而填补磁星研究的空白。