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科技日报|“中国天眼”的新发现 终结天文界持续多年的一场争论( 二 )


“现在，我们观测了一个新的快速射电重复暴，通过对11次暴发电波的高灵敏度偏振信号解析，我们发现其每个脉冲的偏振特性都不一样。FAST观测到的偏振变化多样性明确说明：宇宙中快速射电暴的爆发源可能来自致密天体磁层中的物理过程。”韩金林说，这个观测结果直接否定了一批国际学者关于快速射电暴来自粒子冲撞的理论，为近几年两大派系的理论争锋一锤定音。
“类似于地球，磁星也会形成磁层。我们这次的观测是快速射电暴来源于磁层的一个最直接证据。”李柯伽说。
追踪到磁星与快速射电暴之间的联系
2020年4月，北京师范大学的林琳博士提出了利用FAST观测银河系磁星SGR J1935+2154软伽马射线重复暴源（SGR）的申请。经批准后，研究人员使用FAST的L波段19波束接收机，对SGR J1935+2154进行了持续监测。在SGR J1935+2154的X射线和软伽马射线暴发活跃期、特别是29个软伽马射线暴对应的精确时间节点上未探测到任何射电脉冲辐射。
借助FAST超高的灵敏度，结合此前加拿大氢强度测绘实验（CHIME）望远镜和暂现射电天文辐射巡天2（STARE-2）的探测，FAST实现了对8个数量级亮度空间的覆盖，给出了这一银河系内快速射电暴源迄今最严格的射电流量限制。
磁星是高度磁化的特殊致密天体，4月28日，加拿大氢强度测绘实验望远镜首次在银河系内磁星SGR J1935+2154上探测到了明亮的毫秒级射电暴FRB 200428，追踪到磁星与快速射电暴之间的联系。
本次FAST观测结合了国际多波段设备，比如费米卫星伽马暴监测器（Fermi-GBM）、光学BOOTES望远镜及慧眼卫星硬X线调制望远镜（Insight-HXMT）等。FAST的测量结果对研究快速射电暴的起源和物理机制，具有十分重要的意义。观测结果表明，快速射电暴与软伽马射线重复暴发具有较弱的相关性。
“这有几种可能的原因：一种是快速射电暴可能存在高度相对论性和特殊几何位形的集束效应；另一种是快速射电暴光谱可能很窄且大部分远离FAST观测波段；此外也可能是与软伽马射线暴成协的快速射电暴比较特殊。”中国科学院国家天文台王培博士说，未来需要对银河系内更多快速射电暴进一步观测，去判定哪种解释更接近正确答案。
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磁星：宇宙中的磁场“怪物”
磁星是一种具有超强磁场的中子星，其表面磁场比目前人类实验室能制造出来的最强磁场还强上亿倍。科学家认为，当两个相互绕转的中子星并合后，会形成一个新的质量更大的致密天体，如果这个新天体的质量超过中子星的质量上限，那么天体内部物质的压力将难以抗衡天体自身的引力，使得天体直接坍缩成为一个黑洞。但天文学家认为，在塌缩之前它很有可能会先形成一个更加有趣的天体——磁星。
1992年，天文学家罗伯特·邓肯和克里斯托佛·汤普森最先预言了这种神奇的天体，磁星理论也逐渐被人们所接受。但磁星较为罕见，目前天文学家并不确定为何它的磁场如此强大。一种观点认为，如果一颗中子星的旋转使其温度和磁场能够完美地结合在一起，那么它会像发电机一样将其磁场放大一千倍。


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