“天關”衛星發現新型暫現X射線天體

記者今天（26日）從中國科學院國家天文臺獲悉，中國科學院主導的國際合作空間科學衛星“天關”（Einstein Probe，EP）近期取得重大突破，成功捕捉到編號為EP240414a的一個轉瞬即逝的宇宙X射線信號，為揭示恒星死亡過程提供了全新視角。該研究成果于2025年6月26日在國際學術期刊《自然·天文》發表。

EP240414a源自約40億光年外的一個大質量恒星的塌縮式終結，巨大的能量釋放產生的瞬時輻射爆發僅持續約150秒，卻蘊含了恒星核心塌縮與能量釋放的重要信息。出乎意料的是，這次大質量恒星塌縮，并沒有產生以往天文學家通常所觀測到的更高能的伽馬射線暴，而是發出了頻率低得多的軟X射線輻射。因此，只有在軟X射線波段同時具有大視場和高靈敏度的天關衛星能夠獨家捕獲EP240414a。

△藝術想象圖

研究團隊通過X射線、光學和射電等多波段聯合觀測，首次揭示此類超新星中存在弱相對論噴流——類似伽馬射線暴中的聚束于一個小角度以接近光速運動的物質外流，但速度和輻射強度低于伽馬暴。借助天關衛星的大視場和高靈敏度，科研人員得以在爆發最初階段捕獲由噴流驅動的微弱X射線信號，對噴流與環境物質相互作用的動力學演化進行精準跟蹤，為深入理解噴流形成及超新星的爆發機制提供了關鍵觀測依據。

據了解，對此類暗弱的相對論噴流的觀測，填補了對介于傳統伽馬射線暴與普通超新星這兩類常見的天體爆發之間新現象的研究空白，提供了對恒星死亡過程的全息認識。該爆發事件發生在其宿主星系外圍，提示了EP240414a可能屬于一類尚未被系統研究的由沃爾夫－拉葉星（大質量恒星演化的晚期階段）爆炸所導致的短暫X射線爆發。論文第一通訊作者北京師范大學高鶴教授表示，這類快速X射線暫現天體猶如宇宙中轉瞬即逝的煙火，其短暫的存在時間（通常僅持續數百秒）使得探測和研究工作極具挑戰性。這就像發現了一類‘溫和版伽馬射線暴’，它們可能比我們想象的更普遍，過去由于缺乏大視場X射線監測設備，這類事件長期未被系統觀測到。論文共同通訊作者清華大學王曉鋒教授表示，這項研究代表了天關衛星上天后發現的第一顆與超新星成協的X射線爆發事件，開啟了通過寬場X射線巡天發現超新星的全新時代。天關的觀測將為超新星高能輻射以及大質量恒星演化研究提供全新的機遇。

天關衛星是中國首個寬場X射線巡天衛星，于2024年1月9日發射升空，主要任務是監測和發現宇宙中的暫現天體。此次成果得益于天關衛星革命性的微孔龍蝦眼X射線聚焦成像技術，使得衛星在具有大的觀測視野的同時，也具有高出國際上同類設備1到2個數量級的探測靈敏度和定位精度。其視場可同時覆蓋整個天空的十一分之一，相當于約1.8萬個滿月大小區域。正是這種看得更遠、更暗弱的大視場監視能力，使得天關可以捕捉到這類轉瞬即逝的暗弱宇宙X射線信號，展現了天關衛星發現新天體和現象的能力。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）