隐藏在伽马射线暴中的信号可能是奇怪的新生儿的第一次心跳

天文学家可能已经记录了我们宇宙能够产生的最奇怪的物体之一的暴力诞生。

在2023年一次奇异的伽马射线太空爆炸中，由中国南京大学天文学家陈润超领导的团队检测到了一个信号，他们说这是一个新形成的婴儿的啼叫声磁星，现存的磁性最极端的物体。

“这是人类第一次在伽马射线暴中直接观测到毫秒磁星的周期性信号，”陈 说.“这就像听到新生明星的第一声心跳。”

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伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸，我们知道（至少）有两种机制可以产生它们。持续时间不到两秒的短时间伽马射线暴随着从中爆发的千新星爆炸而喷出碰撞中子星.

另一方面，长时间爆发是超过两秒，并伴随着核心坍缩超新星爆炸的诞生黑洞.

嗯，或多或少。伽马射线暴检测2023 年 3 月 7 日，名为 GRB 230307A，逆势而上。当时，它是有史以来检测到的第二亮的伽马射线暴，持续了 200 秒;然而，爆炸后光线的演变方式表明中子星碰撞，而不是核心坍缩超新星。

实际上，这并不是唯一与中子星合并相关的长持续时间伽马射线暴;2021 年另一次 50 秒的爆发，名为 GRB 211211A，是与千新星有关，这表明这些不寻常的爆炸可能还有其他原因在起作用。

当两颗中子星碰撞并合并成一个物体时，该物体的身份取决于最终质量。中子星的质量上限约为太阳质量的 2.3 倍，因此比太阳质量重的物体应该变成一个黑洞.来自两个长持续时间千新星的数据表明，两者的最终物体都是一种称为磁星的中子星。

这些物体具有令人难以置信的强大磁场，大约是典型中子星的 1,000 倍。这些奇怪的、死去的、磁性的恒星可以达到一些疯狂的恶作剧，但我们对它们还有很多不了解的地方，包括它们如何以及为什么拥有其他中子星所没有的如此惊人的磁场。

首先弄清楚磁星是如何形成的将使我们朝着解开这个谜团迈出重要一步，因此 Chen 及其同事仔细研究了 GRB 211211A 和 GRB 230307A，在数据中寻找证据表明这两种事件都可能与磁星的形成有关。

他们在 GRB 230307A 中找到了它。在事件的光照下，仅仅 160 毫秒，就在最初检测到伽马射线暴 24.4 秒后的临界点出现了微弱的周期性伽马射线波动。研究人员解释说，这种微小的信号与新生磁星的快速旋转一致。

“磁星的快速自旋通过其磁场将周期性信号印在伽马射线射流上，”物理学家张兵说香港大学。“然而，由于喷流演变迅速，只有当发射短暂变得不对称时才会出现这种信号。在短短 160 毫秒的时间里，心跳是可见的，然后喷流的对称性再次隐藏了它。

这表明伽马射线暴是由主要由磁场驱动的喷流主导的，并提供了一种分析和解释其他千新星事件的新方法。它还有助于越来越多的证据磁星可以在中子星碰撞的火焰和愤怒中诞生。

“这一发现改变了我们对宇宙中最极端爆炸的理解，”张 说.“它表明，新诞生的磁星可以在紧凑的恒星合并中幸存下来，并充当强大的宇宙引擎。这开辟了多信使天文学的新领域，将伽马射线连接起来，引力波，以及致密恒星的物理学。

该研究已发表在自然天文学.

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