35年来 每隔22分钟地球就会收到这个神秘的信号

就在上周三，科研人员宣布他们发现了一个新的天文谜团。这是一颗名为GPM J1839–10的星体，它像脉冲星一样，会以固定频率爆发射电波。但是脉冲星会因为自转速度的衰减而停止辐射，因此至今发现的脉冲星的脉冲信号间隔都在一分钟以下。

然而GPM J1839–10的脉冲信号相隔长达22分钟。我们并不能理解背后的物理过程，也不知道背后的具体机制是什么。

持续的瞬间

GPM J1839–10异于超新星爆发的特点在于：它在一次夜间的观测中出现了两次。与预期中发短时间发射能量——比如快速射电暴——情况不同的是，它辐射的能量不仅更低，而且辐射时间持续了将近三十秒。

后续对这颗星体的观测证实，它处于相对稳定的状态，其信号会以约1320秒（22分钟）的周期重复出现。在这些周期之间存在一个约为400秒的窗口期，这400秒内随时可能会出现30至300秒的爆发。当GPM J1839-10处于活动期的时候，射电脉冲的强度也会有变化，也就是说主爆发信号会伴随一些次级爆发。少数情况下，窗口期内也可能观测不到任何爆发。

图片来源：Pixabay

对过去记录的数据检索显示，这种爆发情况可以追溯到1988年。显然，这种信号并非源于暂现天体，也就是说，这种爆发现象并非偶发事件。

但当天文学家思考什么样的天体会产生这样或者相似的行为时，他们发现，没有任何已知的星体符合这些描述。

全新的拟合

与GPM J1839-10最接近的就是脉冲星，它是一种高速旋转的磁化中子星，会在环绕它周围的磁场极点处发出同步加速辐射。如果中子星的自转轴与它的磁轴不完全重合，那么随着中子星自转，这种同步加速辐射就会周期性的扫过天空。如果这种辐射刚好能扫过地球，那我们就可以从地面探测到像“灯塔”一样定期闪烁的射电脉冲。

这种脉冲的闪烁速度非常快，一般的脉冲间隔从一分钟到毫秒不等。由于恒星自转速度决定了恒星周围的磁场强度，而辐射脉冲的间隔取决于恒星自转的速度，因此磁场强度就限制了辐射脉冲的间隔必然是极短的。假如恒星自转速度过慢，那么形成的磁场就无法达到产生足够明显射电信号所需的强度。也就是说，自转得太慢的话，恒星就变暗了，这也解释了为什么我们看不到脉冲间隔超过一分钟的脉冲星的缘故。

概念图：旋转的脉冲星周期性扫过地球的辐射束。下方黄色曲线代表我们观测到脉冲星旋转一周时的亮度变化。图片来源：Michael Kramer (JBCA, Unversity of Manchester)

但这并不代表这颗奇特的星体一定不属于中子星。事实上，还有一种特殊的中子星——磁星（magnetar），它拥有强大的磁场，很容易爆发巨大的能量。磁星可以爆发出高能光子（例如X射线），但当研究人员将X射线望远镜对准GPM J1839-10时，并没有发现这种高能光子。另外，理论上来说，磁星的自转速度应该比周期为22分钟对应的转速更快，因此这个新的星体可能也不属于磁星。

另一种解释认为，这颗恒星可能是一颗拥有异常强大磁场的白矮星。白矮星的尺寸相较于中子星要大得多，因此它们的自转周期也相对应地更长。我们已经在银河系中观测到上千颗白矮星了，但没有任何一颗白矮星拥有和这颗星体相似的特征。目前，白矮星中只有一颗会发出周期性辐射，但它辐射的能量远远小于GPM J1839-10。

无论我们怎么从已知星体中寻找潜在的可能性，仍然没有合适的选项能与这次发现的星体吻合。事实上，科研团队几年前就曾发现过另一个缓慢重复的射电暂现事件，GLEAM-X J62759.5-523504.3。但它仅持续了大概两个月就消失了，和GPM J1839-10这种持续了35年的情况相去甚远。

该期待些什么？

既然我们无法用现有的知识和理论解释这颗恒星的行为，那么接下来我们应该怎么办？好消息是，由于识别这种星体比较困难，也许它们已经将自己展现给了我们，而我们仅仅是忽略了它们的存在。坏消息是，识别它们真的很困难。较长的能量爆发和爆发间隔，意味着短期的观测可能会与爆发事件彻底失之交臂，或者根本没有意识到观测到的其实是爆发的脉冲。

因此我们需要将一些仪器对准单一位置，进行长达半小时或者更长时间的观测，同时多次曝光，保证观测时间可以跨越多次能量脉冲，确保观测的准确性。而这需要涉及大量的硬件投入。

现在，我们可以进一步缩小GPM J1839-10所在位置的范围，利用其他波段寻找可能有意义的信号。但由于这颗恒星位于银河平面内，后续的研究与观测或许仍会存在不小的挑战。