中外科學家首次在銀河系發現超強磁場新天體

高頻射電天空因超新星爆發、伽馬射線暴、黑洞吸積盤耀發等暫現天體而熠熠生輝，但低頻射電天空卻表現得異常“安靜”。如今，這種“平靜”正在被打破。以平方公裡陣列射電望遠鏡（SKA）及其先導望遠鏡為代表的新一代射電望遠鏡，正以相比過往更深入、更廣泛的觀測能力，迎來射電暫現源研究的新時代。

近日，上海天文台助理研究員張翔與澳洲科廷大學國際射電天文研究中心的Hurley-Walker博士等，通過分析SKA先導望遠鏡的巡天觀測資料，發現了一個具有異常緩慢周期性輻射的射電暫現源。研究團隊認為該射電暫現源可能是一個超長周期的磁星或擁有超強磁場的白矮星。1月27日，相關研究成果線上發表于《自然》。

為搜尋低頻暫現源打開了新的視窗

這顆暫現源于2018年初出現，其爆發周期約為18分鐘左右，比已知最長的脈沖星爆發周期長9倍，每次爆發持續30-60秒左右，也包括短時标（>

研究發現，這個暫現源位于銀河系内，與太陽系的距離約4200光年。偏振測量顯示出，此暫現源的線偏振度約為90%，超過了150 MHz波段中同一觀測模式下的所有已知脈沖星，表明該暫現源存在超強磁場。該暫現源的長周期和低頻波段的高偏振度均無法用已知脈沖星的理論模型和觀測特征來解釋，研究人員由此排除了它是一顆普通脈沖星的可能性。研究團隊認為，它更有可能是一顆磁星或是擁有超強磁場的白矮星。

這一發現為搜尋低頻暫現源打開了一扇新的視窗：由于銀道面區域有複雜的射電輻射結構和較強的星際閃爍，在以往的大多數低頻射電巡天項目中，對暫現源的搜尋往往局限于遠離銀道面的區域，沒有對周期為幾分鐘到幾小時的暫現源進行過系統搜尋。

這一發現是在銀道面區域長周期暫現源的首次探測，如果能繼續探測到更多具有類似特征的暫現源并揭示其實體性質，則意味着在銀河系記憶體在一類具有超強磁場的長周期星體，有助于全面了解恒星的演化和死亡。該團隊正在開展系統性的搜尋，以發現更多這種類型的星體，并建立一個大樣本進行統計研究，進而填補磁星研究的空白。

中國SKA區域中心原型機參與資料處理

這一暫現源的發現得益于高靈敏度的SKA低頻先導射電望遠鏡默奇森寬場陣列（MWA），以及根據SKA資料特點定制的SKA計算叢集。

論文的第二作者張翔承擔了這項工作中的偏振校準和偏振資料分析，并制作了論文中的三幅關鍵圖像。由于該項目的原始資料量巨大，資料處理過程産生的資料量驚人（超過1000萬個圖像檔案），資料處理過程複雜。上海天文台作為MWA的正式成員，利用自主研發的中國SKA區域中心原型機，在國家科技部、中國科學院、SKA中國辦公室和上海市科委支援下，聯合國際SKA科學團隊針對SKA重點科學目标開展了一系列科學研究。在本項研究工作中，中國SKA區域中心原型機承擔了該項目部分MWA資料的存儲，參與了寬波段偏振資料的處理，完成了部分偏振圖像的分析，并與澳洲SKA區域中心的計算裝置共同完成了其他資料處理任務。

由上海天文台自主研發的中國SKA區域中心原型機自2019年11月建成至今已連續兩年獲得中國十大天文科技進展，并被平方公裡陣列天文台（SKAO）國際組織認可為“國際首台SKA區域中心原型機”，未來将持續為SKA先導望遠鏡的大型巡天項目提供計算資源和技術支援，助力全球SKA科學家産生更多原創成果。

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平方公裡陣列射電望遠鏡（SKA），是國際天文學家們計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡。SKA由2500面直徑15米的碟形天線陣列（中頻）、250個緻密孔徑陣列以及130萬隻對數周期天線陣列（低頻）組成，接收總面積達一平方公裡，接收頻率覆寫50MHz-20GHz。SKA的台址位于澳洲、南非及南部非洲八個國家的無線電甯靜區域，整個陣列延伸超過3000公裡。