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捕获远古信号!这颗 100 亿光年超新星不一般

2025-12-17

        宇宙深处传来的远古信号,正揭开恒星演化的全新秘密。我国 “天关” 卫星(爱因斯坦探针卫星)近期意外捕获到一例来自 100 亿光年外的软 X 射线信号,经多国天文团队联合验证,该信号源自一颗罕见的超新星爆发,其独特的辐射特征与爆发机制,有望改写人类对恒星死亡过程的认知,为探索宇宙起源与演化带来重大突破。

        这一突破性发现源于 “天关” 卫星的巡天观测任务。作为我国首个宽场 X 射线巡天卫星,“天关” 于 2024 年 1 月发射升空,搭载革命性的微孔龙虾眼 X 射线聚焦成像技术,既能覆盖相当于 1.8 万个满月大小的超大视场,又具备高出国际同类设备 1-2 个数量级的探测灵敏度。正是这种 “看得广、看得暗” 的技术优势,让它在宇宙巡天中意外捕捉到这束转瞬即逝的信号 —— 编号为 EP240315a 的软 X 射线脉冲,其亮度存在快速波动,持续超 17 分钟后才逐渐消散。

        通过多波段联合观测与数据分析,科研团队确认这一信号来自 100 亿光年外的早期宇宙,当时宇宙年龄仅为现在的约 1/10,信号历经 100 亿年的星际旅行才抵达地球。更令人惊喜的是,该信号的源头是一颗特殊的超新星,其爆发模式打破了传统认知:与常见超新星伴随伽马射线暴不同,这颗超新星仅释放软 X 射线辐射,且 X 射线与伽马射线的出现时间间隔远超已知天体爆发规律。进一步研究发现,其核心存在弱相对论喷流 —— 一种以接近光速运动但辐射强度更低的物质外流,填补了传统伽马射线暴与普通超新星之间的研究空白。

        这颗 100 亿光年超新星的发现,为何能引发天文界震动?其科学价值集中在三大维度:首先,它为研究宇宙早期恒星演化提供了 “活化石”。100 亿年前的宇宙处于恒星形成高峰期,这颗超新星的元素构成、爆发机制,能反映早期宇宙的物质分布与物理环境,帮助科学家还原宇宙演化的关键阶段。其次,它挑战了现有超新星爆发理论。弱相对论喷流的存在,表明大质量恒星死亡可能存在 “温和版” 爆发模式,过去因观测设备限制,这类暗弱信号长期未被系统发现,其普遍存在性或将重构恒星死亡的理论模型。最后,它为暗能量研究提供了新的观测标尺。超新星的亮度衰减规律可用于测量宇宙膨胀速度,100 亿光年的距离跨度,能帮助科学家更精准地计算哈勃常数,为破解暗能量之谜提供关键数据支撑。

        此次发现的背后,是中国航天与天文学界的技术突破与国际协作。“天关” 卫星的龙虾眼成像技术,解决了宽场与高灵敏度难以兼顾的行业难题,使其成为捕获暗弱宇宙信号的 “利器”。信号发现后,中国科学院国家天文台联合北京师范大学、清华大学及美国内华达大学等多家机构,通过光学、射电等多波段观测验证,最终锁定信号源头与属性,相关成果已发表于国际学术期刊《自然・天文》。

        天文专家表示,这颗 100 亿光年超新星的发现,只是 “天关” 卫星探索之旅的开端。随着其持续巡天观测,预计将捕获更多罕见的宇宙暂现天体,为极端宇宙现象研究打开新窗口。对于人类而言,这束跨越百亿年的宇宙信号,不仅是一次技术突破的见证,更是一把解锁宇宙奥秘的钥匙 —— 它让我们得以回望宇宙的 “童年时代”,探寻恒星演化的未知路径,推动天文学研究迈向新的里程碑。

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