天文學家長期以來依賴短暫的伽馬射線爆發來識別中子星之間的碰撞。這些閃焰可能在不到兩秒鐘內就消失。現在，一項新研究表明，一些中子星合併也可能產生持續數分鐘的 X 光閃焰。
發表在《科學通報》（Science Bulletin）上的一項研究提出了支持這一關聯的有力證據。這些發現引發了可能性，即一些難以解釋來源的神秘宇宙閃焰，實際上可能來自合併的中子星。
自 2024 年 1 月愛因斯坦探針（Einstein Probe）衛星發射以來，天文學家已經從遙遠的星系中偵測到數百次明亮的 X 光閃焰。這些被稱為快速 X 光暫現（fast X-ray transients）的事件有幾種可能的起源。有些與大質量恆星的死亡有關，而有些則仍然無法解釋。
確定它們的成因可能很困難，因為天文學家通常不知道事件發生的距離有多遠，也不知道它們釋放了多少能量。
由歐洲研究委員會（ERC）整合補助支持的 Eleonora Troja 教授團隊獲得了有助於識別其中一個 X 光暫現事件來源的觀測數據。
在收到愛因斯坦探針衛星的警報後，該團隊迅速組織了使用多種儀器的後續觀測，包括歐洲南方天文台的甚大望遠鏡（VLT）和甚大陣列（Very Large Array）。透過研究爆炸後殘留的物質，研究人員得出結論，他們可能目睹了由兩顆中子星碰撞（或合併）產生的磁星形成過程。
中子星是大質量恆星在其生命週期結束後留下的極度緻密的恆星殘骸。當兩顆中子星合併時，它們會產生穿過空間的引力波。這些事件期間產生的光可以幫助天文學家確定碰撞後倖存下來的物質。
短暫的伽馬射線爆發傳統上是與中子星合併相關的主要電磁信號。
「然而，如果碰撞的殘骸是一顆磁星，它可能會持續爆發更長時間，」愛因斯坦探針歐洲合作組織成員、該論文的共同通訊作者 Troja 教授說。「磁星是快速旋轉、擁有巨大磁場的中子星。當它們將磁場能量耗散到周圍環境時，可以使任何爆炸更明亮、持續時間更長。當我看到這個新事件的 X 光數據時，我意識到有些事情不尋常。」
該事件，指定為 EP250704a/GRB 250704B，於 2025 年 7 月 4 日由 SVOM、Insight-HXMT 和愛因斯坦探針衛星偵測到。
其伽馬射線爆發僅持續了約半秒鐘。相比之下，愛因斯坦探針記錄到了近十分鐘的明亮 X 光發射。
「這是從未觀測到的來自中子星合併的最長持續時間的即時 X 光閃焰，」領導使用智利 VLT 進行後續觀測的研究生 Niccolò Passaleva 說。「這是親眼目睹宇宙中最極端力量並發現其更多秘密的機會。」
研究人員花了數年時間尋找快速 X 光暫現與中子星合併之間的確切聯繫。先前候選事件的持續時間太短，無法提供足夠的證據。
這一次，Passaleva 在幾分鐘內就做出了回應，使得觀測能夠在事件仍然足夠明亮以進行詳細研究時開始。
「我當時正在火車上回家，」Passaleva 回憶道。「突然間，我必須爭分奪秒地從我的筆記本電腦上控制世界上最大的一台望遠鏡。」
測量來自六十億光年外的閃焰
使用 VLT 的 X-Shooter 儀器，Passaleva 和他的同事將該事件的光分解成單獨的組成部分。他們識別出獨特的吸收模式，這使他們能夠測量其紅移，從而揭示光源的距離。
該團隊測量到紅移值 z=0.6610。這表明爆炸發生在我們的太陽和行星形成之前很久。它的光在到達地球之前，已經旅行了六十多億年。
研究人員接著尋找另一個重要線索。
利用 VLT 的 FORS2 儀器的深層觀測，他們尋找明亮的超新星。如果一個長期的 X 光閃焰是由大質量恆星坍塌產生的，通常會預期出現超新星。
綜合來看，測量到的距離、缺乏超新星以及爆發的特性，提供了該事件來自中子星合併的有力證據。
尋找中子星合併的新方法
如果發現更多類似的事件，天文學家將能夠確定中子星合併產生磁星的頻率。
「發現更多這類 X 光閃焰可能有助於揭示中子星合併產生磁星的頻率，」Passaleva 總結道。「我對下一輪引力波觀測感到非常興奮，屆時我們或許能將其中一個 X 光閃焰與來自同一來源的引力波爆發配對。」
該研究由一個國際天文學家合作團隊進行。
