发布单位：香港天文学会

　　2021年6月3日，银河系盘面附近的一次短暂X射线爆发，引起雨燕爆发警报望远镜（Swift Burst Alert Telescope）的注意。后续的观察和分析似乎证实它的来源是由一颗前所未知的磁星发射，磁星编号Swift J1555.2-5402。

　　由于目前在银河系中发现的磁星太少，任何新发现都有可能大大增加对这些神秘天体的了解。磁星最近在宇宙中颇受关注，它们是一种非常罕见的中子星，是恒星坍缩后的核心，最初质量是太阳的八到三十倍。

　　当这些恒星发生超新星爆炸并吹散它们的外部物质时，它们的核心坍塌成宇宙中最致密的天体（大约是太阳质量的两倍，压缩成一颗直径仅为二十公里的球体）。另外，顾名思义，它们有一个异常强大的磁场，大约是普通中子星的一千倍，比地球磁场强一千兆（10¹⁵）倍。

　　这些磁星很难探测到，以致于很难理解它们，包括如何形成如此强大的磁场等现象。到目前为止，只确认了二十四颗磁星，另外还有六颗候选星。

一项新的发现可能将已确认的磁星总数提高到25颗。

资料来源：Science Alert

Swift = Neil Gehrels Swift Observatory gamma-ray bursts = 雨燕伽马射线暴星表
「雨燕」这个名称不是与任务相关的首字母缩写，而是引用对仪器快速回转能力的同名敏捷鸟「雨燕」。

【图：欧洲太空总署，文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　快速无线电爆发（FRB）通常是来自银河系外的高能脉冲，持续时间仅数毫秒至数十毫秒。因为现象如此短暂，科学家到目前为止仅有一百多起的事件记录。

短暂且高能的快速无线电爆发仅能透过无线电望远镜观测。

　　磁星是带强磁场的中子星，虽然目前FRB的成因还不明朗，不过多数天文学家认为磁星是造成FRB可能的起源。

　　2017年科学家首次识别出FRB事件的起源星系，这是重要的一步，至少我们可以研究这些产生FRB的星系与其他星系有什么特别的地方。而在2020年9月科学家发现了银河系中一颗磁星产生类似FRB的讯号，所以我们可以确定FRB来自磁星了吗？

　　最近一组研究团队以统计的方式希望能对FRB的起源进行验证。团队以十个产生FRB的宿主星系进行分析，依照磁星生成需要的条件（大量恒星诞生的区域），建立具有磁星的星系模型，并预测磁星可能生成于星系中的位置。

　　团队将模型与10组FRB宿主星系的观测资料进行比对，并没有产生预期的拟合，说明FRB与磁星可能不是完全的相关。也许目前观测资料有限，待科学家累积更多FRB事件记录才能作出更明了的统计分析。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　Swift J1818.0-1607是银河系中最稀有且神秘的天体之一，迄今为止加上它也只有五颗这种奇怪的磁星，但它的行为也与其它四个不同，它会发出断断续续的无线电脉冲，现阶段我们对这颗新磁星仍有很多未解之处，但天文学家认为它介于磁星与脉冲星之间。

　　磁星（magnetar）是中子星里的一项分支，磁星也会发出脉冲，但与其它中子星不同之处是它们那异常强大的磁场，大约是地球磁场的几千亿倍，普通中子星磁场的几千倍，我们仍然不解其强大磁场的机制，而且它们也非常罕见，截至目前为止仅有24颗，磁星的脉冲不太规则，有时候甚至会消失。而普通脉冲星则要常见得多，天文学家已经发现了数千颗脉冲星，它们从两极发射出无线电波，当这些喷流的方向闪过地球时，可以被我们侦测到，一如灯塔一般持续发出亮光，有的甚至在几毫秒内就会闪一次。

　　由于脉冲星及磁星都是一种中子星，天文学家预期在两者之间会有一些界于两者之间的天体，但令人惊讶的是，这种天体几乎不存在，最近天文学家认为，磁星上的无线电波应仍然存在，仅仅是面向错误的方向，比起脉冲星，磁星的脉冲波束可能更为狭窄，除非角度完全正对，否则很容易便错过。

▲艺术家笔下正在发出脉冲的磁星（credit: ESO）

　　回到Swift J1818.0-1607，在2020年3月初，雨燕卫星观测到一次伽玛射线爆发，随后也发现了X射线爆发，之后研究团队利用无线电望远镜对Swift J1818.0-1607再做了一次的确认观测，三小时的观测记录下，确认它发出了无线电脉冲，乍看之下，该星与其它四颗磁星伙伴放出的无线电性质非常相似，然而当无线电的频率经过调整后，高频段的亮度急剧下降，这与磁星的脉冲完全不同，因为一般的磁星无论在高频或低频下，其强度是约略相等的，这反而是一般的脉冲星才会有的特性。

　　Swift J1818.0-1607的特性与磁星较为接近，但它也有一般脉冲星所具有的特征，透过与2016年的一个脉冲星PSR J1119-6127的比较，两星的无线电爆发频谱非常相似，这也可能表明至少有一些磁星是从脉冲星演化而来的，但都需要更多的观测来证实。（编译/台北天文馆许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　2020年4月28日，世界各地的无线电波观测站记录到距地球只有30,000光年一颗名为SGR 1935+2154的银河系内磁星（magnetar），这颗磁星可能带来解决困扰天文学家多年的强大深空无线电波之谜的一线曙光。

　　快速无线电波爆发（FRBs）是宇宙中最迷人的奥秘之一。它们可能是来自数百万光年之外的星系的极其强大的无线电波讯号，其中一些释放出的能量比5亿个太阳还要多。然而，它们爆发的持续时间只有几毫秒，而且大多数不会重复出现，因此很难预测、追踪和研究它们。

　　FRBs的可能解释从超新星到外星人都有，还有一种可能是由磁星所产生。磁星是中子星的一种，拥有极强的磁场，与普通的中子星相比，大约强1,000倍。磁星是如何演变成这样，至今还不太了解。

　　4月27日，SGR 1935 + 2154被世界各地多个仪器所探测到，其中包括Swift Burst Alert Telescope、AGILE卫星和NICER国际太空站的观测设备。最初的讯号看起来相对正常，与在其他磁星中观察到的行为一致。但随后在4月28日，加拿大的氢强度测绘实验（CHIME）的无线电波望远镜探测到了非常强大的讯号，并使系统无法对其量化，该检测报告也刊登在The Astronomer's Telegram。

　　加州理工学院的天文学家Shrinivas Kulkarni以及专门用于检测本地FRB的STARE2调查也检测到了非常强烈且清晰的讯号。

　　科学家认为，即使SGR 1935 + 2154证实了快速无线电波爆发的磁星起源，但并不意味着这是唯一的起源。

　　无论SGR 1935 + 2154告诉我们什么，我们都无法完全解决这些讯号所代表的复杂谜团，但这已经是令人难以置信且振奋的发现。（编译/台北天文馆吴典谚）

来自STARE2对SGR 1935 + 2154的观测结果

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家最近发现的一个不寻常的瞬态事件，绰号“牛 COW ”，已经引起研究瞬态天象领域的天文学家群起纷扰（就像牛群此起彼落的哞哞叫？）。到目前为止，天文学家们又对这个奇怪的事件了解多少？

AT2018cow影像
AT2018cow的位置：发现后图像（左上），发现前参考图像（右上），减影差异图像（左下）和Pan-STARRS多色图像（右下）。[摘自Prentice等人。2018]

　　曾几何时，天文学家认为已大致了解超新星的演化过程。但随着现今每几夜即可扫描全天的大型广视野瞬态天象观测计划的出现，研究者现在似乎不断发现新的超新星事件，这些事件并不完全适合以前整齐定义的类别。在这些巡天计划中发现的大量新型瞬变天象中，有许多类似超新星的事件，其光度的上升和下降比标准的超新星模型预测快得多。一个例子是AT2017gfo，这是第一个确认的千级新星，它与2017年8月首次在引力波中探测到的中子星合并有关。这些快速演变的瞬态天象事件例子涵盖了广泛的絶对星等峰值变化幅度（从-15到-22）和上升变化时间（~1-10天），使得它们难以通过单一情境解释。

　　现在天文学家最新发现了一种更不寻常的，更明亮且快速发展的瞬态天体：AT2018cow。在9月20日发表在Astrophysical Journal Letter的一项最新研究结果中，由Simon Prentice（英国贝尔法斯特女王大学, Queen's University Belfast. ）领导的天文学家团队介绍了此次瞬态天象前18天的发现和初步分析结果。

　　2018年6月16日晚上首次由位于夏威夷的0.5米双筒望远镜系统ATLAS发现的AT2018cow，被昵称为“牛（COW）”。后续利用各种望远镜探测它的光学，近红外和紫外波段后发现了它的奇怪特性。

AT2018cow在不同望远镜观测的光度变化曲线
ATLAS，利物浦望远镜，GROND和AT2018的Swift光线曲线。[摘自Prentice等人。2018]

　　COW的峰值亮度非常高：~1.77 x 10 ^ 44尔格/秒，比典型的超新星亮约10-100倍。并且它很快就达到了峰值，在短短的3.3天内亮度增加超过5个星等，而典型的超新星的上升时间大约为10-20天。此外，COW具有很高的黑体温度（~27,000 K ），低估计喷发质量（仅0.1-0.4太阳质量），以及相对无特征和非演化光谱。

是否来自碰撞的Magnetar？

　　Cow的奇特属性的组合消除了许多先前更常见的一般解释的可能性，例如超新星震盪突波。研究者另外探索了一种可能产生类似于COW的特性的情境：由双中子星系统的合并形成磁星 – 强磁化的中子星。Prentice和合作者表示这样的模型可以预测出一个具有峰值光度，衰减率和有效温度的瞬态，这些都与COW观察到的现象一致。

磁星
艺术家对强烈磁化的中子星的印象。[图像版权：NASA/Penn State University/Casey Reed]

　　要如何确认这个推论？下一步将是比较AT2018cow在无线电和X射线波长中的其他观测结果，同时与磁力模型进行比较，以确定模型是否也符合这些观测结果。研究团队正试着解释这种不寻常的瞬态天体。

Ref: “The Cow: Discovery of a Luminous, Hot, and Rapidly Evolving Transient,” S. J. Prentice et al 2018 ApJL 865 L3. doi:10.3847/2041-8213/aadd90
资料来源：ApJL