人類對銀河系的探索又有了新發現！

近日，由上海天文台張翔助理研究員與澳洲科廷大學國際射電天文研究中心（ICRAR-Curtin）的Hurley-Walker博士等，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。相關研究成果2022年1月27日在線發表于《自然》雜志上。

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。而眼下，這種平靜正在被打破。以平方公裡陣列（Square Kilometre Array, SKA）及其先導望遠鏡為代表的新一代射電望遠鏡，正以比以往更深入、更廣泛的觀測能力，迎來射電暫現源研究的新時代。

據悉，張翔與Hurley-Walker博士等通過分析位于澳洲的SKA低頻先導望遠鏡默奇森寬場陣列（Murchison Widefield Array，MWA）的巡天觀測數據，發現了一個具有異常緩慢周期性輻射的緻密暫現源。

這顆暫現源于2018年初出現，其爆發周期約為18分鐘左右，比已知的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（

△張翔與研究團隊同仁

科研團隊在随後的光學、紅外、高能觀測中，均未發現它的對應體。對其射電脈沖的色散測量表明，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（由于觀測方法導緻的平滑效應，此模式下觀測到的脈沖星線偏振度不超過70%），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。這顆緻密暫現源一經發現，即引起國際科學界對其性質的廣泛熱議。該研究團隊認為，它更有可能是一顆磁星（Magnetar）或者是一個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窗口：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物理性質，則意味着在銀河系内存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，以發現更多的這種類型的星體，并建立一個大樣本進行統計研究，從而填補磁星研究的空白。

△上方為暫現源圖像，下方為MWA天線示意圖（圖源：澳大利亞國際射電天文研究中心）

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，以及根據SKA數據特點定制的SKA計算集群。論文的第二作者、上海天文台張翔承擔了這項工作中的偏振校準和偏振數據分析，并制作了論文中的三幅關鍵圖像。

由于項目的原始數據量巨大，數據處理中間過程産生的數據量更大，圖像文件數量超過1000萬個，數據處理過程複雜，數據處理軟件對計算集群的訪存輸入輸出（IO）帶寬、數據IO帶寬、高并發任務和高并行化處理都有極高要求。基于上述SKA偏振數據處理的特點和極高要求，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的支持下，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。

△中國SKA區域中心原型機

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SKAO（平方公裡陣列天文台Square Kilometre Array Observatory）國際組織認可為“國際首台SKA區域中心原型機”。在本項研究中，中國SKA區域中心原型機承擔了該項目部分MWA數據的存儲，參與了寬波段偏振數據的處理，完成了部分偏振圖像的分析，并與澳大利亞SKA區域中心的計算設備共同完成了其他數據處理任務。

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記者：傅文婧

（東方網）

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