香港大学博士生揭示致密星并合后“隐藏”的 X 射线活动

香港大学（港大）物理学系及天文与天体物理研究所的研究人员与国际天文团队合作研究发现，在一次产生短伽马射线暴的致密星併合事件中，高能活动在伽马射线暴结束后仍持续了一段时间。研究团队探测到持续近十分钟的软 X 射线辐射，远比仅维持约 0.4 秒的伽马射线暴更为持久。这段在以往观测中极难被捕捉的 X 射线活动，为理解致密星并合后的中心天体及其演化提供了关键线索。

此次事件在 X 射线波段被命名为 EP250704a，对应的短伽马射线暴为 GRB 250704B。中国主导的天关卫星（又名爱因斯坦探针、EP）、中法天文卫星（SVOM）和慧眼卫星（Insight-HXMT）共同观测到这次爆发。

天关卫星搭载的宽视场 X 射线望远镜从爆发开始便记录到其 X 射线辐射。伽马射线讯号在不到半秒内迅速消失，但在随后近十分钟内，天关卫星仍多次探测到来自同一源的软 X 射线辐射。这个现象表明，在短暂的伽马射线暴结束后，併合后形成的中心天体仍然持续活动并释放能量。这些较软、较弱的辐射难以透过传统伽马射线观测发现。这项发现让天文学家得以更完整地了解致密星併合后的高能活动，并进一步探究併合后形成天体的性质。相关研究成果已以封面文章形式发表于《科学通报（Science Bulletin）》。

天关卫星如何揭示隐藏的X射线活动

短伽马射线暴通常与中子星等致密天体的併合过程有关。两个致密天体在引力作用下逐渐靠近，最终发生碰撞，并在极短时间内释放大量能量，产生强烈的伽马射线爆发。长期以来，天文学家主要依靠伽马射线卫星发现这类事件。传统的 X 射线望远镜通常要在接收到伽马射线卫星的爆发警报及定位资讯后，才能转向目标源进行后续观测。由于这个过程需要时间，爆发后最初数分钟的 X 射线辐射往往容易被错过。

天关卫星则提供了另一种截然不同的观测方式。它利用宽视场 X 射线望远镜持续巡视天空，能够在软 X 射线波段直接捕捉突然出现的暂现源。对于 EP250704a，天关卫星不仅从爆发开始便进行观测，亦记录了伽马射线暴结束后持续近十分钟的多段软 X 射线活动。

港大物理学系及天文与天体物理研究所（HKIAA）的博士研究生尹一涵是论文的共同通讯作者。她主导此次事件高能爆发辐射的分析，并参与其物理起源的研究。尹一涵对 X 射线讯号的分析揭示了併合事件后续的关键线索：

• 高能活动远比伽马射线暴本身持续得更久。伽马射线暴仅持续约 0.4 秒，而软 X 射线辐射则延续近十分钟。
• 短伽马射线暴结束后，中心引擎仍在活动。软 X 射线的辐射强度在短时间内快速变化，能谱亦随时间发生明显演化，说明併合后形成的中心天体作为供能引擎，仍可能持续释放能量。
• 致密星并合后可能形成了一颗磁星。一种可能的解释是，两颗致密星并合后形成了一颗高速自转、具有极强磁场的中子星，并继续驱动后续的 X 射线辐射。
• 类似的软 X 射线活动可能并不少见。如果这类现象普遍存在于致密天体并合事件中，软 X 射线波段的观测可望为寻找和研究引力波源提供另一种重要途径。

HKIAA助力年轻科研力量成长

香港天文与天体物理研究所创所所长、港大物理学系讲座教授张冰教授也是论文作者之一，并参与此次事件的物理解释。张冰教授早前曾提出，双中子星併合可能产生快速 X 射线暂现源，而天关卫星这类宽视场 X 射线望远镜，正为寻找和研究这些讯号提供重要的观测机会。

张冰教授表示，这项工作除了带来新的科学发现，亦展现了年轻科研人员在国际合作中发挥的重要作用。他指出：”HKIAA一直致力为年轻科研人员提供开放的研究环境，让他们有机会参与国际前沿研究，并在合作中逐步发挥更重要的作用。很高兴看到我们的博士研究生尹一涵作为共同通讯作者之一，在这项国际合作中肩负重要的科研工作，展现了HKIAA年轻科研人员的潜力。与此同时，这项研究亦汇聚了香港、中国内地以及海外多个科研团队，显示香港在连系大型科学设施及推动国际科研合作方面所具备的优势。”

海内外科研团队携手开展合作研究

本研究由香港大学、南京大学、罗马第二大学、中国科学院国家天文台、中国科学院高能物理研究所等多家海内外科研机构共同参与完成。论文共同第一作者包括北京师范大学李安，以及来自中国科学院高能物理研究所、罗马第一大学和中国科学院大学的研究人员；共同通讯作者包括南京大学张彬彬教授、罗马第二大学 Eleonora Troja 教授、香港大学博士研究生尹一涵，以及来自中国科学院国家天文台的研究人员。

相关太空科学任务

天关卫星（又名爱因斯坦探针，EP）

天关卫星是由中国科学院主导的空间科学卫星任务，国际合作伙伴包括欧洲空间局（ESA）、德国马克斯·普朗克地外物理研究所（MPE）和法国国家空间研究中心（CNES）。其搭载的宽视场 X 射线望远镜能够在软 X 射线波段大范围监测天空，搜寻宇宙中的各类 X 射线暂现源。

中法天文卫星（Space Variable Objects Monitor，SVOM）

中法天文卫星是中国和法国联合研制的空间天文卫星，主要用于探测和研究伽马射线暴及其他高能暂现天体。

慧眼卫星（Insight-HXMT）

慧眼卫星是中国首颗 X 射线天文卫星，由中国国家航天局和中国科学院共同支持研制。

研究详情请参阅：https://doi.org/10.48550/arXiv.2601.14137

本新闻稿以英文版本为准。

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