巨型磁星的爆发照亮了附近的星系

当欧空局的卫星 INTEGRAL 观测天空时，它发现了来自附近星系 M82 的伽马射线爆发(高能光子)。仅仅几个小时后，欧空局的 XMM-牛顿 X 射线太空望远镜就开始寻找爆炸的余辉，但一无所获。包括日内瓦大学(UNIGE)研究人员在内的一个国际团队意识到，这次爆发一定是来自磁星的银河外耀斑，磁星是一颗年轻的中子星，具有异常强大的磁场。这一发现发表在《 自然》杂志上。

2023 年 11 月 15 日，欧空局的INTEGRAL 卫星发现了一个罕见物体的突然爆炸。在仅仅十分之一秒的时间里，天空中出现了短暂的高能伽马射线爆发。“卫星数据由位于日内瓦大学天文系 Ecogia 站点的 INTEGRAL 科学数据中心 (ISDC) 接收，在探测到伽马射线爆发后仅 13 秒，就从那里向世界各地的天文学家发出了报，”日内瓦大学理学院天文系高级研究员、ISDC 首席研究员兼出版物合著者 Carlo Ferrigno 解释说。

IBAS(整体爆发报系统)软件自动定位到距离我们 1200 万光年的 M82 星系。该报系统由日内瓦大学科学家和工程师与国际同事合作开发和运营。

来自附近星系的奇怪信号

“我们立即意识到这是一个特殊报。伽马射线爆发来自遥远的天空任何地方，但这次爆发来自附近的一个明亮星系，”意大利米兰国家天体物理研究所 (INAF-IASF) 的 Sandro Mereghetti 解释说，他是该出版物的主要作者和 IBAS 的贡献者。该团队立即请求 ESA 的 XMM-Newton 太空望远镜尽快对爆发位置进行后续观测。如果这是由两颗中子星碰撞引起的短暂伽马射线爆发，碰撞将产生引力波，并在 X 射线和可见光中产生余辉。

然而，XMM-Newton 的观测仅显示了星系中的热气体和恒星。他们还使用地面光学望远镜，包括意大利国家伽利略望远镜和法国上普罗旺斯天文台，在爆炸后几个小时内开始寻找可见光信号，但再次没有发现任何东西。由于 X 射线和可见光中没有信号，地球上的探测器 (LIGO/VIRGO/KAGRA) 也没有测量到引力波，最确定的解释是该信号来自磁星。

磁星：巨型磁星，最近亡

“当质量超过太阳八倍的恒星亡时，它们会爆炸成超新星，留下黑洞或中子星。中子星是非常致密的恒星残骸，其质量超过了太阳的质量，被包裹在一个日内瓦州大小的球体中。它们旋转速度快，并且具有很强的磁场。” UNIGE 理学院天文学系高级研究员、该出版物的合著者 Volodymyr Savchenko 解释道。一些年轻的中子星具有超强的磁场，是典型中子星的一万倍以上。这些被称为磁星。它们以耀斑的形式释放出能量，有时这些耀斑会非常巨大。

然而，在过去 50 年的伽马射线观测中，只有三个巨大的耀斑被确定为来自我们银河系的磁星。这些爆发非常强烈：2004 年 12 月检测到的一次爆发距离我们 30 000 光年，但其威力仍然足以影响地球大气层的上层，就像来自距离我们更近的太阳耀斑一样， 。

INTEGRAL 探测到的耀斑首次证实了银河系外存在磁星耀斑。M82 是一个明亮的星系，恒星在此形成。在这些区域，大质量恒星诞生，经历短暂的动荡生活，并留下一颗中子星。“在这个区域发现磁星证实了磁星很可能是年轻的中子星，”Volodymyr Savchenko 补充道。在其他银河系外恒星形成区域，将继续寻找更多的磁星，以了解这些非凡的天体。如果天文学家能够找到更多，他们就可以开始了解这些耀斑发生的频率以及中子星在此过程中如何损失能量。

INTEGRAL，与时间赛跑的关键工具

只有当天文台已经指向正确的方向时，才能偶然捕捉到如此短暂的爆发。这使得 INTEGRAL 的视野非常广阔，比月球覆盖的天空面积大 3000 多倍，对于这些探测非常重要。

Carlo Ferrigno 解释道：“我们的自动数据处理系统非常可靠，让我们能够立即向社区发出报。”当发现此类意外观测结果时，INTEGRAL 和 XMM-Newton 可以灵活安排时间，这对于时间紧迫的发现至关重要。在这种情况下，如果观测时间晚了一天，就不会有如此有力的证据证明这确实是一颗磁星，而不是伽马射线爆发。

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