银河系有超强磁场新天体！上海天文台参与的研究打开宇宙天体发现新窗口

图说：张翔助理研究员介绍研究成果 新民晚报记者 郜阳 摄

近日，中国科学院上海天文台张翔助理研究员与她的澳洲合作者、来自科廷大学国际射电天文研究中心的赫利-沃克尔博士等通过分析平方公里阵列（SKA）先导望远镜的观测数据，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的射电暂现源。

研究团队认为该射电暂现源可能是一个超长周期的磁星或拥有超强磁场的白矮星。相关研究成果今天在线发表于国际顶尖学术期刊《自然》上。

低频射电天空有惊喜

高频射电天空因超新星爆发、伽马射线暴、黑洞吸积盘耀发等暂现天体而熠熠生辉，但低频射电天空却表现得异常安静。然而，这种平静正在被打破——以平方公里阵列及其先导望远镜为代表的新一代射电望远镜，正以比以往更深入、更广泛的观测能力，迎来射电暂现源研究的新时代。

张翔与赫利-沃克尔等人在2021年分析默奇森宽场阵列（MWA）的巡天观测数据时，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的致密暂现源。MWA位于澳大利亚西北部射点宁静区，是SKA 低频先导望远镜。

事实上，这颗暂现源在2018年初出现，其爆发周期约为18分钟左右，比已知的最长的脉冲星爆发周期长9倍，每次爆发持续30-60秒左右，也包括短时标（<0.5秒）的爆发，而在更多情况下，观察到的是比较平滑的以小时为单位演变的轮廓，在爆发期间，它是150 兆赫波段南天最明亮的30个射电源之一。不过，在随后的光学、红外、高能观测中，科研团队均未发现它的对应体。

那又该如何推算这颗天体的距离呢？“星际介质的存在，导致频率越低的信号速度越慢；而测量不同频率信号到达的快慢，就可以推算天体到地球的距离。”张翔介绍。根据推算，这个暂现源位于银河系内，与太阳系的距离约4200光年。

图说：MWA发现长周期暂现源：上方为暂现源图像，下方为MWA天线示意图 来源/澳大利亚国际射电天文研究中心

打开低频暂现源研究新窗口

据了解，偏振测量是推算天体磁场的重要方法。由于这一天体是高度偏振的，证明了强磁场的存在。“该暂现源的长周期和低频波段的高偏振度均无法用已知脉冲星的理论模型和观测特征来解释，研究人员由此排除了它是一颗普通脉冲星的可能性。”张翔说。研究团队认为，它更有可能是一颗磁星或者是一个拥有超强磁场的白矮星。这颗致密暂现源的发现，也引起国际科学界对其性质的广泛热议。张翔透露，研究团队的不少科学家推迟了自己的观察课题，将个人观察时长投入对这颗致密暂现源的观察。

这一发现为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口：由于银道面区域有复杂的射电辐射结构和较强的星际闪烁，在以往的大多数低频射电巡天项目中，对暂现源的搜寻往往局限于远离银道面的区域，没有对周期为几分钟到几小时的暂现源进行过系统搜寻。

这一发现是在银道面区域长周期暂现源的首次探测，如果能继续探测到更多具有类似特征的暂现源并揭示其物理性质，则意味着在银河系内存在一类具有超强磁场的长周期星体，有助于全面了解恒星的演化和死亡。

该团队正在开展系统性的搜寻，以发现更多的这种类型的星体，并建立一个大样本进行统计研究，从而填补磁星研究的空白。“SKA与现有望远镜相比，灵敏度存在大幅提高，有望发现很多类似天体。”张翔说。

图说：上海天文台研究员安涛介绍中国SKA区域中心原型机 新民晚报记者 郜阳 摄

上海造原型机高效处理数据

这一暂现源的发现得益于高灵敏度的SKA低频先导射电望远镜，以及根据SKA数据特点定制的SKA计算集群。

张翔承担了这项工作中的偏振校准和偏振数据分析，并制作了论文中的三幅关键图像。由于该项目的原始数据量巨大，数据处理中间过程产生的数据量更大（超过1000万个图像文件），数据处理过程复杂，数据处理软件对计算集群的访存输入输出（IO）带宽、数据IO带宽、高并发任务和高并行化处理都有极高要求。

基于这些SKA偏振数据处理的特点和极高要求，上海天文台作为MWA的正式成员，利用自主研发的中国SKA区域中心原型机，在国家科技部、中国科学院、上海市科委以及SKA中国办公室的支持下，联合国际SKA科学团队针对SKA重点科学目标开展了一系列科学研究。在本项研究工作中，中国SKA区域中心原型机承担了该项目部分MWA数据的存储，参与了宽波段偏振数据的处理，完成了部分偏振图像的分析，并与澳大利亚SKA区域中心的计算设备共同完成了其他数据处理任务。

记者了解到，中国SKA区域中心原型机于2019年11月建成，未来将持续为SKA先导望远镜的大型巡天项目提供计算资源和技术支持，助力全球SKA科学家产生更多原创成果。

新民晚报记者 郜阳