青年报·青春上海记者 刘晶晶/文 吴恺/图、视频 

近日，来自上海天文台的科学家张翔与澳洲合作者、来自科廷大学国际射电天文研究中心的Hurley-Walker博士等通过分析SKA先导望远镜的观测数据，首次在银河系发现超强磁场新天体。相关研究成果在线发表于1月27日的《自然》杂志上。

研究结果有助于全面了解恒星演化和死亡

张翔助理研究员与Hurley-Walker博士等通过分析位于澳洲的SKA（平方公里阵列，Square Kilometre Array）低频先导望远镜“默奇森宽场阵列”（Murchison Widefield Array，MWA）的巡天观测数据，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的致密暂现源。         

什么是SKA？这是预计2030年左右建成的射电望远镜，建成后将是全世界最大的望远镜，中国是SKA的创始国和正式成员国之一。MWA则是这次发现神秘新天体的望远镜，是SKA先导望远镜之一。

张翔介绍说，这颗“神秘天体”是在2018年初出现。但其实是到2021年处理数据时，才发现它在2018年1-3月曾被MWA反复探测到。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 MHz波段南天最明亮的30个射电源之一。

科研团队在随后的光学、红外、高能观测中，均未发现它的对应体。对其射电脉冲的色散测量表明，这个暂现源位于银河系内，与太阳系的距离约4200光年，同时发现该暂现源存在超强磁场。这颗致密暂现源一经发现，即引起国际科学界对其性质的广泛热议。该研究团队认为，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。           

“发现这个未知天体时我们非常激动。”张翔介绍说，目前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。   

海量数据处理中自主研发“原型机”功不可没

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SKA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。此次研究发现正得益于高灵敏度的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。            

作为论文的第二作者，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。

“现在天文学工作和以前不一样，以前是大半夜守在望远镜前，现在都是电脑操作，我们不用值夜班了。”张翔介绍说，望远镜观测后会积攒大量数据，再被传送到超算中心，便于科学家们来处理这些观测成果。这些数据生成不同的图像，各地的科学家就会对这些源做一些分析。          

张翔所做的偏振测量则是推算天体磁场的重要方法。在这项研究中，测算发现这个天体是高度偏振的，证明了强磁场的存在。她告诉记者，这一项目的原始数据量巨大，数据处理中间过程产生的数据量超过1000万个图像文件，有3个超算中心同时参与处理，数据处理过程复杂。“偏振测量是产生如此大量数据的‘元凶’。”她笑说。          

对海量、复杂数据进行处理进而得到有效结果，上海天文台自主研发的“原型机”也功不可没。这台由上海天文台自主研发的中国SKA区域中心原型机，在这次的研究工作中承担了该项目部分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。         

据了解，上海天文台作为MWA的正式成员，在国家科技部、中国科学院、SKA中国办公室和上海市科委的支持下，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。而中国SKA区域中心原型机自2019年11月建成至今，已连续两年获得中国十大天文科技进展，并被SKAO（平方公里阵列天文台 Square Kilometre Array Observatory）国际组织认可为“国际首台SKA区域中心原型机”，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。        

MWA是SKA低频望远镜的先导设备，位于澳大利亚西部的默奇森射电天文台（MRO）。上海天文台作为正式成员单位参加MWA的II期运行，优先获取相关数据及科学资源。中国参加MWA国际合作则有助于培养我国科学数据处理和科学分析研究的人才队伍，为将来SKA1科学目标研究、SKA1大数据以及中国SKA区域中心做准备。 

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文 吴恺/图、视频

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报