《自然》期刊12月22日报道，位于国际空间站的大气-空间相互作用监视器 （ASIM）探测到了一次来自磁陀星伽马暴的高能爆发，并从观测数据中证认了高频准周期信号。这一发现有利于进一步精细地研究磁陀星爆发过程。

磁陀星伽马暴的准周期震荡.
来源: Birkeland Centre for Space Science and Mount Visual.

    2020年4月15日，国际空间站的大气-空间相互作用监视器 （ASIM）探测到了一次伽马射线爆发。这一伽马暴事件在早前的研究中被证实来自于1000万光年之外磁陀星的超级耀发过程[1]。南京大学张彬彬研究小组参与了这项工作，同时也是最早对该事件展开研究，并早并发表科学成果的科学团队[2]。尽管在过去一年多时间里，人们对这一事件展开了多方面的研究并发布了多项研究成果，ASIM的这次的科学发现仍为研究者带了更多的惊喜。

ASIM aboard ISS. Photo: NASA

作为宇宙诞生以来最猛烈的天体爆发现象，伽马暴一直以来被认为来自极端的灾变（这里灾变的概念见注释[*]）型爆发事件，即大质量恒星的坍缩或双致密星的并合。在这些过程中人们不期待明显的重复性爆发特征。在已往的研究工作中，尽管人们多次尝试，但仍未确认伽马暴瞬时辐射阶段存在重复性时间序列（如：准周期信号;QPO）的证据。

而GRB 200415A 的发现为上述尝试带来一线曙光。不同于其他伽马暴，GRB 200415A被确认来自磁陀星的超级耀发过程。这一过程是非灾变的爆发，比一般的伽马暴的能量要低几个量级。更重要的是，若这一爆发过程中的电磁辐射被中子星本身的变化过程（如自转、进动、轨道等）所调制，则其时间特征必然携带类似周期的信号。该类的特征已经在脉冲星、银河系磁陀星观测数据中证实。

磁陀星超级耀发伽马暴（左上角，包括GRB 200415A） 与两类灾变型伽马暴(右侧两类不同的样本)在Ep-Eiso 分类图上对比。图片来源：Yang, J., et al, 2020, ApJ, 899, 106

    得益于其天然高效的探测效率和电子学设计，ASIM在亚毫秒时间尺度上分辨出了准周期信号的时间结构，并在数据中证认了分别为2 kHz 和4 kHz 两个高频的QPO信号。这些信号不仅对于研究磁陀星在超级耀发阶段的性质有至关重要的作用，而且还可用于研究其磁场变化、星震等现象。

ASIM 两个高、低能探测器观测到的GRB 200415A 的光变曲线，取自Castro-Tirado等人, 2021, Nature, 600, 621-624, https://www.nature.com/articles/s41586-021-04101-1

    这项研究近日以《Very-high-frequency oscillations in the main peak of a magnetar giant flare》发表于《自然》期刊，由西班牙、挪威、土耳其、意大利、丹麦、中国、乌克兰、美国、德国、印度等多个科学团队共同完成。南京大学张彬彬老师和博士生彭宗开参与本次国际合作研究。

[1] https://astronomy.nju.edu.cn/kpgz/wz/spkp/xydt/20201227/i182190.html

[2]  Yang. J, Vikas Chanda, Zhang, B.-B. et al. , GRB 200415A: A Short Gamma-Ray Burst from a Magnetar Giant Flare? 2020，ApJ, .899, 106

[3] Alberto, J. Castro-Tirado et al,  Very high frequency oscillations in the main peak of a

magnetar giant flare,  2021, Nature, 600, 621-624,  https://www.nature.com/articles/s41586-021-04101-1
* 灾变：catastrophic; 这里特指天体发生状态的改变，如由密度较的大质量恒星爆发并坍缩为中心致密天体（包括黑洞或中子星），或两颗中子星碰撞并合产生一颗更大质量中子星或黑洞。