破解快速射电爆起源之谜有了新线索

具有强大磁场的一颗磁星发出快速射电爆发的示意图。（Shutterstock）

据美国宇航局最新研究，来自深空奇怪的快速射电爆发的成因可能即将揭晓。

这些快速射电爆发可在几分之一秒内释放出相当于太阳全年释放能量的总合，这让科学家们困惑是什么原因导致了这些爆发。

根据2月14日发表在《自然》（Nature）杂志上的一篇新论文，美国宇航局（NASA）的两台X射线望远镜实时观察了银河系内发生的一个快速射电爆发，并检视了此事件在2022年发生前后的几分钟内的状况。这一发现可能为解释快速射电爆发的成因提供更多线索。

“毫无疑问，我们观察到了一些对理解快速射电爆发很重要的东西，”该研究作者、戈达德实验室研究员、NICER科学团队成员乔治·尤尼斯（George Younes）在NASA的一份声明中说道。

能量爆发来自磁星（Magnetar），这是一种罕见的中子星。中子星是大质量恒星经历超新星爆炸后留下的极其致密的核心。磁星是一种特殊的中子星，具有极强的磁场，比典型中子星强数十亿倍，比地球磁场强数万亿倍。迄今为止，仅发现了大约30颗这样的磁星。

论文中描述的快速射电爆发来自一颗名为SGR 1935+2154的磁星，这是一个直径12英里的天体，距离地球约30,000光年，2020年曾以快速射电爆发的形式释放能量。这是首次在银河系中看到快速射电爆发，之前所有的爆发都发生在其它星系中，距离太远，天文学家无法看到其源自何方。

现在，这篇新论文更多地揭示了磁星SGR 1935+2154如何释放这些快速射电能量。研究人员使用NASA国际空间站上的“中子星内部成分探测器”（NICER）和“核光谱望远镜阵列”（NuSTAR）观察了这次爆发，并描述了爆发前后磁星表面及其周围环境的状态。

研究者在貌似磁星旋转的两次“故障”之间观察到了快速射电爆发，即磁星突然加速旋转，爆发释放能量，然后突然减速。磁星通常每秒旋转约3.2次，速度约为每小时7000英里，这意味着其速度的任何增减均需巨大能量。令人惊讶的是，它只用了九个小时就减回到了原速，这样飞快的减速比以前观测到的其它磁星快了100倍。

研究合著者、台湾国立彰化教育大学天体物理学家胡金平（Chin-Ping Hu，音译）在NASA的声明中表示：“通常，当发生此类‘故障’时，磁星需要数周或数月才能恢复正常速度。很明显，这些天体事件的时间尺度比我们之前想象的要短得多，这可能与射电爆发的速度有关。”

此外，他们发现在2022年快速射电爆发之前，磁星开始发出强大的X射线和伽马射线。研究合著者、马里兰大学研究科学家佐拉瓦尔·瓦迪亚辛 （Zorawar Wadiasingh）表示：“原则上，在这次观测之前发生的所有X射线爆发，理论上都应该具有足够的能量产生快速无线电爆发，但它们却都没有，可能因其条件不成熟。”

科学家们仍不知道到底是什么导致了快速射电爆发，但认为磁星的结构可能会发挥一定作用。它外面是固态，在磁星重力的强大应力下将内部压碎成超流体材料。

就像水在碗里晃动一样，如果碗和水两者旋转并不同步，巨大的能量可能会撞击到碗的外侧，导致一个故障事件，甚至可能使其表面破裂、液体泄漏进入太空，从而令星体转速锐减。

尽管有了这一新发现，科学家仍然不知道是什么触发了快速射电爆发。“我认为仍需更多数据来解开这个谜团，”尤尼斯说。