近日，基于“天關”衛星（愛因斯坦探針衛星，EP）觀測數據，中國科學院國家天文臺等的科研人員發現1例來自宇宙早期的伽馬射線暴。這一爆發事件的發現，標志著人類首次探測到來自宇宙早期爆發的軟X射線信號。這豐富了人類對宇宙早期伽馬射線暴的認識，更為探索宇宙的起源與演化提供了全新視角。
“天關”衛星開啟了一扇探索遙遠宇宙的新窗口，有望讓我們以全新視角觀察宇宙中最遙遠的爆發現象。距發射后僅三個月，“天關”衛星成功探測一例神秘的快速X射線暫現源。對此進行的深入分析表明，我們可能需要對伽馬射線暴這一壯觀的宇宙爆發現象的產生機制進行重新審視與思考。
“天關”衛星由中國科學院主導，攜手歐洲航天局、德國馬普地外物理研究所以及法國國家空間研究中心共同打造。2024年1月9日，“天關”衛星在西昌衛星發射中心發射。“天關”衛星搭載一臺寬視場X射線望遠鏡“萬星瞳”（WXT）和一臺后隨X射線望遠鏡“風行天”（FXT）。WXT負責廣域監測宇宙中出沒無常的X射線暫現源，FXT負責對WXT發現的暫現源進行更精細深入的后隨觀測。
2024年3月15日20時10分44秒，WXT以敏銳的“目光”和寬達3600平方度的廣闊視野，在軟X射線波段捕捉到了一例爆發事件的微弱脈沖信號。該爆發被命名為EP240315a。EP240315a的亮度存在快速波動且持續超17分鐘后逐漸消失。同時，國家天文臺研究員劉元設計了WXT的星載觸發軟件。
在該爆發的X射線信號被探測到1.1小時后，南非阿特拉斯望遠鏡探測到其快速衰減的光學對應體。后續，通過美國夏威夷雙子星北望遠鏡和智利甚大望遠鏡的觀測，確認這個爆發源自遙遠的早期宇宙。該爆發發生時宇宙年齡僅為現在的10%，其信號花費125億年才抵達地球。
同時，EP240315a的發現，促成了“天關”衛星團隊與意大利羅馬托爾維爾加塔大學博士Roberto Ricci的合作。Roberto Ricci啟動了對這一伽馬射線暴的長期射電波段監測。借助澳大利亞望遠鏡緊湊陣列，三個月的射電觀測證實EP240315a能量輸出符合伽馬射線暴特征。
進一步，分析發現，EP240315a與名為GRB240315C的伽馬射線暴相關。該暴被美國宇航局Swift-BAT和俄羅斯Konus-Wind探測到。
“這些成果表明，不少快速X射線暫現天體可能與伽馬射線暴相關，像“天關”衛星這樣的靈敏監測器能精準定位它們。”Roberto Ricci博士表示。然而，謎團依舊，“天關”衛星發現的伽馬射線暴很特殊。
一般情況下，X射線比伽馬射線提前幾十秒出現，但EP240315a卻提前了超過六分鐘。“如此長的延遲前所未見。”國家天文臺副研究員孫惠說。“這為我們帶來全新認知，或許要重新思考伽馬射線暴模型。”北京師范大學教授高鶴強調。
“EP240315a這一國際合作研究表明，“天關”衛星將會在高能時域天文領域的全球協同觀測和合作中發揮關鍵作用。”“天關”衛星快速河外暫現源科學組負責人吳雪峰評價。
過去的設備雖然能探測軟X射線，但“天關”衛星憑借卓越的靈敏度和寬廣視場，打開了這個窗口。“這只是一個開始，展現了“天關”衛星探測早期宇宙爆發的潛力。”“天關”衛星首席科學家、國家天文臺研究員袁為民說。“‘天關’衛星剛‘睜眼’就發現新現象，未來定有更多驚喜。”歐洲航天局項目科學家Erik Kulkkers滿懷期待。
未來，隨著“天關”衛星持續運行以及更多其他設備的投入使用，有望揭開更多類似的宇宙奧秘。
1月23日，相關研究成果發表在《自然-天文》上。該工作由中國科學院國家天文臺、高能物理研究所、紫金山天文臺與北京師范大學合作完成。
EP-WXT探測到的快速X射線瞬變源的軟X射線圖像和光變曲線
EP240315a藝術想象圖
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