中国科大揭示神秘的快蓝光学暂现源物理起源

发稿时间：2024-08-30，作者：李龙浏览次数：10

中国科学技术大学天文系戴子高教授研究团队在高能暂现源领域取得了重要进展。其最近发表在国际天文期刊《The Astrophysical Journal Letters》的一篇题为“Magnetar as the Central Engine of AT2018cow: Optical, Soft X-Ray, and Hard X-Ray Emission”的论文指出，新生毫秒磁星可能是神秘的快蓝光学暂现源（FBOT）AT2018cow的中心引擎。该研究于2024年3月1日正式发表，并于2024年7月30日被美国天文学会选为研究亮点（AAS nova）。
图1：磁星的艺术想象图，图片来源于AAS nova。Credit: ESO/L. Calçada
AT2018cow，自2018年首次被观测到以来，一直是天文学界研究的热点。这一事件因其异常快速且明亮的爆发而引起广泛关注，但其物理起源一直以来都是个谜。通过对光学、软X射线和硬X射线观测数据进行深入分析，研究团队提出，这一爆发现象可能是由一颗新生毫秒磁星驱动。
新生毫秒磁星是具有极强磁场、极高转速的中子星，它们通常是超新星爆发后的产物。在研究中，团队建立了一个内部是具有条纹磁场的磁星风，外部是膨胀的超新星抛射物的双区辐射模型，并基于模型拟合了AT2018cow的多波段辐射。结果显示（图2和图3），这样一个磁星作为超新星中心引擎的辐射模型能够很好地解释观测到的光学和宽波段X射线辐射特征。这一发现不仅为理解FBOT现象提供了新的视角，也为磁星如何作为极端天体物理现象的能量源提供了重要线索。
图2：模型拟合AT2018cow不同能段辐射的光度演化。X射线辐射可以用条纹磁星风中磁耗散产生的高能光子泄漏来解释，而光学波段的辐射则是由捕获的光子对抛射物的热化导致。
图3：模型拟合AT2018cow第 7.7 天的宽波段 X 射线能谱，以及第46.7天软 X 射线能谱与模型的对比。能谱的幂律成分和准热成分分别来自于条纹磁星风的光学薄和光学厚区域。
该研究成果得到了AAS Nova的肯定评价，被认为为探讨磁星与FBOT之间可能存在的联系提供了重要见解。这项工作不仅为FBOT的后续研究铺平了道路，也为研究更广泛的高能天体物理爆发现象提供了新的研究思路。