极目卫星新成果：找到伽马暴由磁陀星驱动的直接证据
近日，由南京大学教授张彬彬、中国科学院高能物理研究所研究员熊少林和香港大学教授张冰组成的合作团队，利用“怀柔一号”极目卫星（GECAM）对人类观测史上第二亮的伽马暴GRB 230307A的高精度观测数据，发现驱动该伽马暴的是一颗新诞生的自转周期为1.1毫秒的磁陀星。这是人类首次在伽马暴中观测到周期稳定的毫秒级脉动信号，为伽马暴由毫秒级自转磁陀星驱动的理论假设提供了首个直接观测证据。该研究成果于9月19日发表于《自然·天文学》。
伽马暴是宇宙中最明亮、最剧烈的爆发现象之一，其在数秒内释放的能量可超过太阳一生所释放的总能量。然而，驱动产生伽马暴的天体是一个长期未解之谜。经过数十年的研究，人们猜测伽马暴的驱动天体可能是黑洞或磁陀星等极端致密天体。其中，磁陀星是中子星中最极端的一类，拥有极强的磁场，通过其磁场的衰减，使之能够源源不绝地释出高能量电磁辐射，以X射线及伽玛射线为主。然而，由于伽马暴距离遥远、持续时间短暂、信号成分复杂，此前没有找到直接的观测证据。
2023年3月7日，我国“怀柔一号”极目B卫星（GECAM-B）首先发现并向国际天文界通报了人类观测史上第二亮的伽马暴GRB 230307A，并触发了全球各种望远镜的后随观测。利用极目B卫星观测的高时间分辨率数据，研究团队在爆发后约24秒处，发现一段中心频率为909赫兹、频率高度稳定且仅持续160毫秒的准周期振荡信号，与团队预期的毫秒级磁陀星自转周期高度吻合。这表明驱动该伽马暴的是一颗自转周期为1.1毫秒的磁陀星。
熊少林介绍，未来，研究团队将继续利用我国极目卫星、慧眼卫星、天关卫星和中法天文卫星等的观测数据，在更多伽马暴中寻找准周期振荡信号，并结合理论和数值模拟研究，全面理解磁陀星驱动伽马暴的物理机制。
“怀柔一号”极目卫星由中国科学院高能物理研究所于2016年提出项目建议并启动预研，2018年入选中国科学院“空间科学（二期）”战略性先导科技专项，2020年12月10日发射入轨。极目卫星已在伽马暴、磁陀星爆发、引力波和快速射电暴的高能对应体、地球伽马闪等方面取得了一系列原创成果。
发射前的极目卫星双星。中国科学院高能物理研究所供图
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02649-w
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