香港大學和內地合作，首次在伽馬射線暴（Gamma-Ray Burst，GRB）中探測到毫秒磁星 － 自轉每秒一千次的中子星在因星體合併而誕生的瞬間的脈衝訊號，猶如「聽到了新生星的第一聲心跳」。這將增加我們對伽瑪射線暴的核心引擎的理解，並把伽馬射線、引力波、緻密星體物理聯繫在一起，為「多信使天文學」開闢新前沿。研究成果已刊於《自然－天文學》。

論文：

• https://doi.org/10.1038/s41550-025-02649-w

研究背景

2023 年 3 月 7 日，天文學界記錄了人類觀測史以來第二亮的伽馬射線暴：GRB 230307A 事件，光學追蹤觀測確認它起源於一次緻密星體的合併。科學家一直爭論，足以產生伽瑪射線暴的緻密星體合併或大質量恆星坍縮，究竟會立即令其殘骸坍縮為黑洞，還是能夠留存高度磁化的中子星。

是次事件中，本研究團隊發現一個短暫而高度相干的振盪訊號。同時，它長達一分鐘的爆發時間極不尋常，與標準理論預測、由於新生黑洞的產生而導致的通常不足兩秒的持續時間嚴重不符。

研究成果

南京大學主導分析超過 60 萬組數據，揭示在該次伽馬射線暴中，有僅持續 160 毫秒的 909 赫茲准週期振盪（QPO）。這是人類首次直接在伽馬射線暴中探測到毫秒磁星的週期訊號。該訊號透過中國的極目衛星（GECAM-B、GECAM-C）及美國 NASA 的費米衛星（Fermi/GBM）探測到，其真實的天文物理起源從而獲得確認。團隊成員、南京大學博士生陳潤潮表示，這就像「聽到了新生星的第一聲心跳」。

港大物理學系講座教授張冰教授表示，GRB 230307A 事件中的中子星脈衝訊號和爆發模式，證明有些伽馬射線暴並非由黑洞驅動，而是由新生的磁星驅動。此前，伽瑪射線暴的核心引擎只能透過餘輝建模或理論假設，作間接的推論，而本研究則首次提供了磁星自轉的直接觀測印記，表明新生磁星能夠在緻密星體合併後倖存，並作為強大的宇宙引擎發揮作用。

張冰教授解釋，磁星的快速自轉通過其磁場在伽馬射線噴流中留下週期性訊號，但由於噴流演化迅速，這一訊號只會在輻射短暫出現不對稱時顯現，這個「心跳」可見過程僅持續 160 毫秒，其後噴流恢復對稱，訊號便隨即消失。

張冰教授還表示，這表明 GRB 230307A 是由磁主導噴流（Poynting-flux dominated jet）驅動的，這是一種主要由磁場而非物質推動的能量流。張冰教授十多年前提出了毫秒磁星及其磁化噴流的理論，而此一發現有助進一步證實其理論。他相信，本研究的成果可為「多信使天文學」開闢新前沿，把伽馬射線、引力波和緻密星物理緊密聯繫在一起。團隊計劃在更多明亮的伽馬射線暴中尋找類似的脈動訊號。

研究團隊

論文第一作者是南京大學博士生陳潤潮。論文共同通訊作者是南京大學張彬彬教授、中科院高能所研究員熊少林博士、港大張冰教授。

本研究得到科技部重點研發計畫、國家自然科學基金、中國太空站計畫、江蘇省雙創計畫、國家「雙一流」建設經費的支持。

「懷柔一號」極目衛星，由中國科學院「太空科學（第二期）」策略性先導科技專案部署研發。

來源：香港大學

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