首获宇宙早期爆发软X射线信号，天关卫星“睁眼”所见登上《自然》子刊

升空仅三个月，天关（爱因斯坦探针，EP）就以其超敏锐的“目光”，成功探测一例神秘的快速X射线暂现源EP240315a，还调动南非、澳大利亚望远镜共同观察。这个发现被证实为人类首次探测到来自宇宙早期爆发的软X射线信号。1月23日，相关研究发表于《自然-天文》。

17分钟微弱信号来自125亿年前

EP卫星由中国科学院主导，联合欧洲航天局、德国马普地外物理研究所以及法国国家空间研究中心共同打造。

2024年1月9日，该卫星在西昌卫星发射中心发射。卫星上搭载了一台宽视场X射线望远镜“万星瞳”（WXT）和一台后随X射线望远镜“风行天”（FXT），前者负责广域监测宇宙中出没无常的X射线暂现源，后者则负责对WXT发现的暂现源做更为精细深入的后随观测。

2024年3月15日20时10分44秒，WXT以其敏锐的“目光”和宽达3600平方度的广阔视野，在软X射线波段捕捉到了一例爆发事件的微弱脉冲信号——EP240315a。这次爆发事件的亮度存在快速波动，持续超17分钟后才逐渐消失。

该论文共同第一作者、中国科学院国家天文台刘元研究员设计了WXT的星载触发软件并有幸见证了这一算法完美运行的时刻。

在该爆发的X射线信号被探测到1.1小时后，南非的ATLAS望远镜探测到其快速衰减的光学对应体。后续通过夏威夷的双子星北望远镜和智利的甚大望远镜的观测，确认这个爆发源自遥远的早期宇宙——该爆发发生时宇宙年龄仅为现在的10%，其信号奔跑了125亿年才抵达地球。这标志着人类首次探测到来自宇宙早期爆发的软X射线信号。

EP240315a发现后，EP团队与意大利罗马托尔维尔加塔大学的Roberto Ricci博士合作，启动了对这一伽马射线暴的长期射电波段监测。借助澳大利亚望远镜紧凑阵列，经过三个月的射电观测后，科学家证实其能量输出符合伽马射线暴特征。

重重谜团启迪伽马暴模型反思

卫星开启了一扇探索遥远宇宙的新窗口，有望让我们以全新视角观察宇宙中最遥远的爆发现象。

伽马射线暴是已知宇宙中最强的爆发现象之一，通常由大质量恒星爆炸产生。后续分析发现，与名为GRB240315C的伽马射线暴相关。“这表明，不少快速X射线暂现天体可能与伽马射线暴相关，像EP这样的灵敏监测器能精准定位它们。” Roberto Ricci博士表示。

然而，EP240315a很特殊，身上谜团重重。

一般情况下，X射线比伽马射线提前几十秒出现，但EP240315a却提前了超过六分钟。“如此长的延迟前所未见。”中国科学院国家天文台副研究员孙惠说。“这为我们带来全新认知，或许要重新思考伽马射线暴模型。”北京师范大学教授高鹤强调。

而且，对EP240315a的能谱特性研究发现，WXT捕捉到的X射线很可能与伽马射线同源，都源自中心引擎，这为揭开GRB能量产生之谜提供了新方向。

“EP240315a这一国际合作研究表明，EP将会在高能时域天文领域的全球协同观测和合作中发挥关键作用。” 天关卫星快速河外暂现源科学组负责人吴雪峰研究员评价。

过去的设备虽然能探测软X射线，但EP凭借其卓越的灵敏度和宽广视场，真正打开了这个窗口。“这只是一个开始，充分展现了EP探测早期宇宙爆发的潜力。”EP首席科学家，中国科学院国家天文台研究员袁为民说。“EP刚‘睁眼’就发现新现象，未来定有更多惊喜。”欧洲航天局项目科学家Erik Kulkkers博士满怀期待。

EP240315a的观测成果，不仅丰富了我们对宇宙早期伽马射线暴的认识，更为探索宇宙的起源与演化提供了全新的视角和研究方向。随着EP的持续运行以及更多其他设备的投入使用，相信未来将有更多类似的宇宙奥秘被逐一揭开。