2024年2月19日，一场宇宙中的神秘事件打破了沉寂，引起了高能时域天文学界的高度关注。这天，中国的爱因斯坦探针（Einstein Probe，简称EP, 又名"天关"）卫星[1]在其在轨测试阶段首次捕捉到了一例异常耀眼的X射线爆发事件——命名为EP240219a。进一步的数据分析揭示，这实际上是一例未能触发传统伽马射线望远镜的伽马射线暴（Gamma-Ray Burst，简称伽马暴）。这是EP卫星自2024年1月9日发射以来，探测到的首个伽马射线暴，展示了EP卫星在高能时域天文学领域的独特探测能力。
图一：EP240219a/GRB 240219A 的多波段观测时间线。
揭开X射线暂现源的神秘面纱
伽马射线暴是宇宙中极其剧烈的爆发现象，其能量主要集中在伽马射线能段。然而， EP 卫星此次探测到的EP240219a与大多数伽马暴不同，它首先以X射暂现源的形式被EP 卫星搭载的宽视场 X 射线望远镜（WXT）捕获，也是EP卫星公开发现的首例X射线暂现源。
探测X 射线暂现源并非易事。传统X射线望远镜因其视场的限制，难以捕捉到这些短暂但剧烈的爆发现象。而EP 卫星搭载了宽视场 X 射线望远镜，专为快速捕捉和定位这些X射线暂现源而设计。它独特的"龙虾眼" 微孔阵列聚焦成像技术[2]，实现了软X射线高灵敏度大视场全天监测，比同类巡天望远镜仪器的探测灵敏度提高了一个数量级以上，使得此次探测成为可能。
"触发未被触发的事件"：GRB 240219A的重要意义
在 EP 卫星捕捉到 EP240219a 后，EP 科学合作团队马上启动了对其它卫星的多波段数据复查。南京大学张彬彬研究组首先在 Fermi/GBM 探测器的多个探头数据中发现了一个微弱信号[3]，随后得到Fermi卫星团队的确认[4]。紧接着，Swift卫星和中国的慧眼卫星团队对其数据进行针对性搜寻，最终在伽马射线能段确认了这个微弱的伽马暴信号。于是，EP240219a 被重新归类为GRB 240219A。
令人惊奇的是，GRB 240219A并未像传统的伽马暴那样触发这些伽马暴探测器的自动警报，而是"隐藏"在数据中，直到 EP 卫星发出警报后才被发现。这正是此次发现被称为"触发了未触发的事件"（Triggering the Untriggered）的原因。
这次发现有着重大意义，因为它证明了 EP 卫星的强大探测能力：不仅能够发现此前未被捕捉的X射线暂现源，还能通过多波段联合分析，揭示那些"隐身"在伽马射线探测器数据中的事件。这一发现为探索那些可能被忽略的、微弱但重要的伽马暴（如X射线闪、富X射线伽马暴和高红移伽马暴等）提供了新的途径。
图二：EP240219a/GRB 240219A 的多波段光变曲线。自上而下分别为慧眼卫星、Swift/BAT、Fermi/GBM、EP 卫星 WXT 探测器的观测。
多波段合作：拼接富X射线伽马射线暴的全貌
多个天文设备的协同工作，使研究人员得以对GRB 240219A进行全方位、多波段的深入分析。通过 EP 卫星、Fermi/GBM 探测器、Swift/BAT 探测器和慧眼卫星的数据，这次爆发的多波段光变曲线得以被全面的绘制出来。结果显示，GRB 240219A在X射线波段的持续时间约为160秒，远长于其伽马射线波段的约70秒，且两者的峰值时间并不一致。这表明X射线和伽马射线的爆发机制并非完全同步，能量释放过程存在一定的时间差异。
进一步的能谱分析显示，GRB 240219A的辐射能谱峰值能量约为260 keV，符合"经典伽马暴"的特征。此外，X射线与伽马射线数据的联合拟合也符合统一的伽马暴经验能谱模型。然而，基于流量比的分类方法，这一事件并不属于"经典伽马暴"，而是被归类为"富X射线伽马暴"（X-ray Rich Gamma-Ray Burst）。这意味着，虽然它确实产生了高能的伽马射线辐射，但其X射线辐射相对于大多数伽马暴更为强烈。这种"略显矛盾"的分类结果引发了我们对伽马暴不同子类别分类的思考，收集更多类似事件有望为理解伽马暴的产生机制提供新的线索。
图三：EP240219a/GRB 240219A 的分类。左图展示事件依据辐射流量比分类属于"富 X 射线伽马暴"，右图展示事件依据辐射峰值能量分类属于"经典伽马暴"。
爱因斯坦探针的意义：开启 X 射线暂现源新的窗口
GRB 240219A的发现，为EP卫星探测伽马射线暴以及其他类型的X射线暂现源的未来前景奠定了坚实基础。过去，由于设备灵敏度和视场的限制，许多微弱的伽马暴可能未被发现。而EP卫星的宽视场、高灵敏度X射线望远镜改变了这一局面，特别是在探测那些无法触发传统伽马暴探测器的弱信号方面，EP卫星展现了其在捕捉新型天体物理现象上的独特优势。
GRB 240219A的成功发现，不仅验证了EP卫星的设计理念，还证明了其能够为伽马暴研究提供宝贵的数据支持，特别是针对那些X射线占主导的伽马射线暴。通过收集更多伽马暴瞬时辐射的X射线数据，我们将能够更加深入地了解不同类型伽马暴的形成机制。
EP卫星的发射，为高能时域天文学领域打开了一扇新的窗户。它不仅展示了中国在高能天体物理领域的技术实力，也为全球天文学家提供了一个观测宇宙极端现象的新工具。未来，我们期待EP卫星继续探测那些神秘、短暂但极其重要的宇宙现象，为天文学研究带来更多革命性的发现。
该研究以《Triggering the Untriggered: The First Einstein Probe-Detected Gamma-Ray Burst 240219A and Its Implications》为题，于2024年11月4日在美国《天体物理学快报》发表[5]。南京大学天文与空间科学学院研究生尹一涵为论文的第一作者，张彬彬教授为论文的第一通讯作者，中国科学院国家天文台张臣研究员为论文的共同通讯作者，国家天文台爱因斯坦探针卫星科学团队合作支持了本研究工作。本工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）、中国空间站项目、江苏省双创计划、国家"双一流"建设经费等支持。
参考资料：
[1] W. Yuan, C. Zhang, Y. Chen, et al, The Einstein Probe Mission, 2022, doi: 10.1007/978-981-16-4544-0 151-1
[2] 中科院之声，"视界"那么大，我要去看看｜ 一图读懂"爱因斯坦探针"卫星，2024，https://mp.weixin.qq.com/s/u_JZERkUNAQ9ZIvrqBEmaQ
[3] B.-B. Zhang, H. Sun, Y.-H. I. Yin, et al, EPW20240219aa is Likely a GRB Event, GRB Coordinates Network 35773
[4] C. Fletcher, S. Lesage, P. Jenke & Fermi-GBM Team, Fermi GBM Sub-Threshold Detection of EPW20240219aa as a likely GRB, GRB Coordinates Network 35776
[5] Y.-H. I. Yin, B.-B. Zhang, J. Yang, et al, Triggering the Untriggered: The First Einstein Probe-Detected Gamma-Ray Burst 240219A and Its Implications, 2024, ApJL 975 L27, doi: 10.3847/2041-8213/ad8652