只有中国“天关”能捕捉！欧空局用这颗卫星有了罕见新发现

2月19日，《天体物理杂志快报》欧洲航天局首篇基于“天关”卫星数据主导的论文。

2024年5月27日，“天关”卫星搭载的宽视场X射线望远镜（WXT，万星瞳）在邻近的星系——小麦哲伦云（SMC）内，捕捉到来自一对罕见天体的短暂且高能量的X射线辐射事件，并利用其搭载的后随X射线望远镜（FXT，风行天）进行定向观测，获取到源爆发期间更为详细的X射线信息。

这一发现为探索大质量恒星的相互作用与演化开辟了新途径，印证了该卫星在捕捉宇宙中转瞬即逝的新型X射线源方面具有独特能力。

科学家首次实现全程追踪

这对奇特的天体组合包含一颗质量超过太阳10倍的炽热大恒星，以及一颗质量与太阳相当的致密白矮星。目前科学界仅发现少数此类系统，而此次是科学家首次能够全程追踪这种奇特双星系统从X射线突然爆发到逐渐消退的全过程。

WXT探测到该奇特天体的X射线辐射后，为追溯这个编号为EP J0052的新天体的信号来源，科学家随即调用了“天关”的FXT进行定向观测。WXT的发现同时触发了美国宇航局（NASA）的雨燕（Swift）和NICER X射线望远镜对该天体进行观测。欧洲航天局（ESA）的XMM-牛顿望远镜也在触发信号18天后实施了后续观测。

天关卫星捕捉到了一个奇特的双星系统发出的X射线闪，该系统由一颗比太阳大10倍以上的炽热大恒星和一颗质量与太阳相当的小型白矮星组成。CREDIT:ESA; LICENCE：CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

“我们在监测X射线暂现源时，偶然发现了小麦哲伦云中的这个新的X射线亮点。我们意识到，我们正在观察的是某种不寻常的东西，只有‘天关’卫星能够捕捉到。”西班牙空间科学研究所的博士后历西奥·马里诺（Alessio Marino）说，“这是因为，在目前监测X射线天空的望远镜中，WXT是唯一一个能够以足够的灵敏度看到低能X射线的望远镜，从而捕捉到这个新的X射线源。”

最初，科学家们认为EP J0052可能是一个常见的X射线双星系统，由一颗中子星吞噬其大质量恒星伴星的物质组成。然而，进一步的数据分析揭示了一个不同的真相。科学家们通过分析不同波长范围内的X射线变化，以及爆发物质中存在的氮、氧和氖等元素，最终确认了这对天体的真实身份。

罕见天体组合引发失控核爆

得益于“天关”在天体最初爆发时便成功捕捉到了信号，科学家们得以对来自不同仪器的多批次数据进行分析。他们研究了六天内光在一系列X射线波长上的变化，并识别出爆炸物质中存在的元素，例如氮、氧和氖。这些分析结果为研究提供了关键线索。

“我们很快意识到，这是一个极为罕见和珍贵的发现，是一对非常难以捉摸的天体。”历西奥·马里诺解释说，“这对罕见的天体由一颗我们称之为Be星的大质量恒星和一颗被称为白矮星的恒星‘遗骸’组成，Be星的质量是太阳的12倍，而白矮星则是一个紧凑且超高密度的天体，其质量与太阳相当。”

这两颗恒星紧密地相互环绕运行，白矮星凭借其强大的引力场从其伴星那里不断拉扯物质。随着越来越多的物质（主要是氢）不断落在白矮星这个紧凑的天体上，其强大的引力将这些物质不断压缩，直至引发一场失控的核爆炸。这一过程产生了一道极为明亮的闪光，其波长范围涵盖了从可见光到紫外线以及X射线的广泛区域。

“这项研究为我们揭示了恒星演化中一个极为罕见的阶段，这是两颗恒星之间复杂物质交换的结果。”欧洲航天局（ESA）的研究员兼X射线天文学家Ashley Chrimes评论道，“观察到一对相互作用的大质量恒星能够产生如此引人入胜的结果，令人着迷。”

变革性探测能力受国际认可

“Be星与白矮星双星系统的爆发极为罕见，因为它们最适合用低能X射线进行观测。“天关”的问世为我们提供了独特的机会，让我们能够捕捉到这些稍纵即逝的天体源，并检验我们对大质量恒星演化的理解。”欧洲航天局“天关”卫星项目科学家Erik Kuulkers指出。“这一发现充分展示了该卫星的变革性的探测能力。”

“EP J0052的成功探测，也是“天关”卫星成功国际合作的体现。” “天关”卫星首席科学家袁为民表示。

“天关”卫星由中国科学院主导，欧洲航天局（ESA）、德国马普地外物理研究所（MPE）和法国航天局（CNES）以国际合作形式参与卫星研制。此外，EP卫星的国际合作还体现在数据共享和科学管理上，组建了一支约300多人的国际联合科学团队，成员来自10多个国家的300余位科学家，为“天关”的科学成果产出提供了极为强大和广泛的国际力量。

“天关卫星的国际合作具有深远的意义。首先，它显著提升了中国在国际空间科学时域天文领域的影响力和话语权，展现了中国在空间科学领域的开放与合作姿态。其次，“天关”卫星的国际合作促进了技术和科学的交流与创新，推动了国内相关技术的发展。此外，通过数据共享和协同观测，“天关”卫星还为全球天文学研究提供了重要的X射线数据支持，有力推动了高能时域天文学的观测与研究发展。” “天关”卫星首席科学家袁为民说。

栏目主编：任荃

来源：作者：文汇报 许琦敏