我国“天关”卫星成功捕捉到一例罕见的由Be星与白矮星组成的双星系统的爆发，并触发了国际上多颗天文卫星开展联合观测。这是科学家首次全程追踪此类系统从X射线爆发到逐渐消退的全过程，为探索大质量恒星的相互作用与演化开辟了新途径，印证了该卫星在捕捉宇宙中转瞬即逝的新型X射线源方面具有独特能力。相关成果于2025年2月18日发表在《天体物理杂志快报》（Astrophysical Journal Letters，ApJL），这也是欧洲航天局主要基于我国“天关”卫星数据的首篇论文。
时间追溯到2024年5月27日，发射入轨不到半年、仍处于在轨标定测试阶段的我国“天关”卫星（英文名称为Einstein Probe，简称EP），通过其宽视场X射线望远镜（WXT；“万星瞳”望远镜）捕捉到来自邻近星系小麦哲伦云（SMC）内的活跃的低能X射线辐射信号，卫星随即利用其后随X射线望远镜（FXT；“风行天”望远镜）对该天体源进行了后随观测，获取到源爆发期间更为详细的X射线信息。
“天关”卫星成功捕捉到双星系统爆发信号的信息，迅速触发了美国宇航局（NASA）的Swift和NICER等X射线望远镜对该天体的联合观测，欧洲航天局（ESA）的XMM-Newton望远镜也在18天后进行了后续观测。这种多国多颗天文卫星联动观测的模式，充分发挥了不同卫星的技术优势和观测特点，实现了对暂现源的全方位、多能段观测，为科学家们提供了丰富的数据资源。
通过此次联合观测，不仅测到了该源在X射线能段的爆发演化全过程，还识别出爆发物质中存在氮、氧和氖等元素，为研究提供了关键线索。科学家们通过分析，认为这是一个极为罕见和珍贵的发现，这个罕见的双星系统由一颗质量是太阳的12倍的Be型恒星和一颗白矮星组成。此次短暂的爆发持续时间，以及氖和氧元素的存在，暗示这颗白矮星的质量相当大，可能比太阳重约20%，其质量接近所谓的钱德拉塞卡极限。白矮星的质量一旦超过这个极限，将继续坍缩，最终可能变成一颗更为致密的中子星，或者形成超新星爆发。目前科学界仅发现少数此类双星系统，而此次是科学家首次追踪这种奇特双星系统从X射线突然爆发到逐渐消退的全过程。
“Be星与白矮星双星系统的爆发极为罕见，因为它们最适合用低能X射线进行观测。EP卫星的问世为我们提供了独特的机会，让我们能够捕捉到这些稍纵即逝的天体源，并检验我们对大质量恒星演化的理解。”欧洲航天局卫星项目科学家Erik Kuulkers指出。“这一发现充分展示了EP卫星变革性的探测能力。”
“天关”卫星首席科学家袁为民研究员指出，“天关”卫星的成功国际合作不仅提升了中国在国际空间科学领域的影响力，还为全球天文学研究提供了重要的X射线数据支持。有力推动了高能时域天文学的观测与研究发展。
“天关” 卫星由中国科学院空间科学先导专项（二期）的部署研制，由中国科学院牵头，携手欧洲航天局、德国马普地外物理研究所以及法国国家空间研究中心共同打造。该卫星于2024年1月9日从中国西昌卫星发射中心发射升空，旨在捕捉宇宙中短暂而强烈的X射线爆发现象。
图1：“天关”卫星艺术想象图（图片来源：中国科学院国家天文台）
FXT是“天关”卫星的两台望远镜之一，由中国科学院高能物理研究所粒子天体中心陈勇研究员牵头研制，高能所作为承担单位，联合理化技术研究所参研，欧洲航天局（ESA）和德国马普地外物理研究所（MPE）也以国际合作的形式加入。
在本次发现中，WXT触发之后，FXT对该天体源进行了后随观测，利用创新的开窗（Partial Window）模式，成功克服了亮源光子堆积的困难，在第一时间得到该源详细的X射线能谱性质。该源爆发后第8天，FXT采用全帧模式对该天体源再次进行了定点观测，并凭借高灵敏度优势，发现该源的流量比FXT前一次观测下降了约4个数量级，佐证了该爆发持续时间较短的结论。FXT的观测对于揭示该罕见双星系统爆发的性质发挥了重要作用，也验证了研制团队对于FXT的创新设计。
附件下载：
