科学家发现双中子星并合形成磁星所驱动的X射线暂现源

　　在国家自然科学基金项目（批准号：11473026，11890693，11421303，11673010，11833003）等资助下，中国科学技术大学物理学院天文学系薛永泉教授课题组与国内外多位合作者在中子星研究方面取得重要进展，他们发现了首例双中子星并合形成的磁星所驱动的X射线暂现源。该成果以“A Magnetar-powered X-ray Transient as the Aftermath of A Binary Neutron-star Merger”（双中子星并合形成的磁星所驱动的X射线暂现源）为题，于2019年4月10日在Nature（《自然》）上在线发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1079-5。

　　中子星几乎全部由中子组成，具有超高密度、超强磁场等极端物理属性，是检验基本物理规律极佳的天然实验室。然而，人们迄今对于中子星自身基本属性的认识还是相对模糊的。例如，双中子星并合的直接产物除了黑洞之外是否还可能是中子星？有理论预言，如果中子星内部物质压强随着核密度变大而显著增加，则双中子星并合可以产生大质量毫秒快转的极强磁场中子星（即大质量毫秒磁星，如图1）或者甚至是稳定的中子星。但是，这样的磁星多年来从未被观测所证实。

　　该团队利用自己研发的光变诊断新方法，在当今最深、最灵敏的X射线巡天——七百万秒钱德拉南天深场中，发现了一个仅持续约7个小时的新型X射线暂现源（简称为XT2），并进而详细研究了它的X射线光变曲线、相对寄主星系的位置（如图2）、事件发生率、伽玛射线辐射特征等。各种关键观测证据与理论分析一致表明，XT2极为可能就是首例这样的磁星。XT2的发现证实了之前的理论预言，表明了双中子星并合直接产物可以是大质量毫秒磁星，有力约束了中子星物态方程与极强磁场强度等基本物理，排除了一批核物质模型，进而深化了对中子星基本属性的认识，并为未来双中子星并合和中子星属性的研究指明了新的方向。