12月8日，南京大學天文與空間科學學院張彬彬教授研究團隊領銜在全球頂級科研期刊《Nature》上發(fā)表了論文“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”。南京大學天文與空間科學學院博士研究生楊俊為本文的第一作者。記者了解到，截至目前，南京大學今年在國際頂級學術期刊《Nature》和《Science》上發(fā)表的成果已達12篇。

太陽一秒鐘釋放的能量大概可供人類使用幾十萬年。自宇宙誕生以來，有一類天體事件居然可以在一秒鐘釋放出太陽畢生的能量總和，它就是最猛烈的天體爆發(fā)現(xiàn)象——伽馬射線暴（英文為gamma-ray burst，簡稱GRB）。

張彬彬教授團隊發(fā)現(xiàn)了一例觀測上具有特殊意義的伽馬射線暴GRB 211211A，通過詳盡的數(shù)據(jù)分析得出這一長伽馬暴與千新星成協(xié)的證據(jù)，并原創(chuàng)性地提出了這一事件背后的特殊物理起源，指出其前身星可能為中子星-白矮星并合系統(tǒng)。

GRB 211211A 的光變曲線

這一特殊的伽馬暴事件編號為GRB 211211A。其獨特之處在于，它雖是一個長暴，卻與千新星有明確的關聯(lián)。GRB 211211A獨一無二的觀測特征，挑戰(zhàn)了科學家們對伽馬射線暴前身星系統(tǒng)和中心引擎模型的認知。

該研究團隊進一步指出，現(xiàn)有的前身星模型都無法解釋此暴獨特的觀測特征。因此，為解釋該持續(xù)時間，研究者必須要提出一種新的前身星模型，其前身星系統(tǒng)必須包含密度低于中子星物質密度的致密天體，方可滿足中心引擎的吸積時標達到數(shù)十秒的要求。此外，這一系統(tǒng)也必須產生足夠的中子物質來支持千新星的產生。基于上述分析，新的前身星系統(tǒng)已彰明較著，即白矮星-中子星并合系統(tǒng)。該研究團隊認為，白矮星-中子星并合之后產生了一個快速自轉、高度磁化的中子星，即磁星。磁星的旋轉能和磁能驅動了55秒的延展輻射和數(shù)千秒的X射線平臺輻射，并為千新星提供了額外的能量注入。該研究團隊首次提出這一方案來解釋GRB 211211A，并指出其能夠自洽且完整地符合該暴的所有觀測特征。未來的低頻引力波探測器有望證實這種前身星系統(tǒng)的存在。

GRB 211211A 的多波段觀測及其模型擬合

圖片來源：Jun Yang, Shunke Ai, Bin-Bin Zhang, Bing Zhang et al., 2022, Nature,

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05403-8

該項成果以南京大學為第一作者單位和第一通訊單位，于北京時間2022年12月8日發(fā)表在《自然》期刊。南京大學天文與空間科學學院博士研究生楊俊為本文的第一作者。南京大學張彬彬教授和內華達大學張冰教授為該論文的通訊作者。

作為主力參與模型構建和數(shù)據(jù)分析工作的合作者包括內華達大學拉斯維加斯分校的博士研究生艾舜軻、南京大學天文與空間科學學院張彬彬研究團隊的碩士研究生劉子科、博士研究生王翔煜、博士研究生楊雨涵，以及研究團隊成員南大物理學院本科生尹一涵。中國科學院紫金山天文臺李曄博士及廣西大學物理科學與工程技術學院呂候軍教授共同參與了這一研究工作。

揚子晚報/紫牛新聞記者  楊甜子

校對 盛媛媛