作為一項針對高中生數據挖掘項目的一部分，一個神秘的x射線源顯示了ESA的xmm -牛頓x射線天文臺巨大檔案中隱藏的未探索道路。當XMM-Newton在1999年啟動時，大多數今天高中畢業的學生甚至還沒有出生。然而，歐空局近20年的x射線天文臺仍有許多令人驚訝之處有待下一代科學家去探索。最近，意大利米蘭國家天體物理研究所(INAF)科學家與薩隆諾附近一所中學的12年級學生合作，揭開了新發現的面紗。這一富有成果的互動是探索x射線瞬變天空項目的一部分。
博科園-科學科普：協調這個學生項目的科學家安德里亞德盧卡(Andrea De Luca)表示：我們最近發佈了額外目錄，其中包括所有x射線源（大約50萬個）它們的亮度會隨時間變化，就像xmm -牛頓(XMM-Newton)觀察到的那樣，並列出了每個源的幾個觀測參數。下一步是深入研究這個龐大的數據集，尋找潛在的有趣來源，這對學生實習來說是一個令人興奮的挑戰。
米蘭INAF的科學家們已經與當地學校合作幾年了，在研究所接待了幾組學生，並讓他們參加各種研究小組的活動。另一位參與該項目的科學家魯本·薩爾瓦塞拉(Ruben Salvaterra)解釋說：對於這個特別的項目，學生們收到了關於天文學和用x射線望遠鏡研究奇異來源的介紹，以及關於數據庫和如何使用它的教程。
意大利米蘭國立天體物理研究所(INAF)的科學家與當地一所高中學生合作，在球狀星團NGC 6540中發現了一個特殊的x射線源。在2005年，ESA的xmm -牛頓看到這個光源經歷了一次耀斑，使光源的亮度提高了50倍，達到了正常水平的5分鐘。太短而不是普通的恆星耀斑，但太微弱而不是緊密物體，這一事件挑戰了我們對x射線爆發的理解。圖片：ESA/XMM-Newton; A. De Carlo (INAF)
一旦準備好探索數據檔案，就證明了非常有效和足智多謀。這六名學生分析了大約200個x射線源，觀察它們的光線曲線(顯示物體隨時間變化的曲線圖)，並查閱了科學文獻，以驗證它們是否已經被研究過。最終確定了一些具有有趣特性的來源——例如，一種強大的耀斑，這是其他研究從未報道過的。
其中一個消息來源特別引人注目，在所有被分析過的星體中，耀斑時間最短的一個，這個源似乎位於球狀星團NGC 6540：一個密集的恆星群——之前沒有被研究過。在一次研討會上向科學家們展示了他們的發現後，學生們回到了學校。但是安德里亞、魯本和合作者們的工作才剛剛開始。學生們識別的光源亮度變化與其他已知物體不同，所以要開始更詳細地觀測。
xmm -牛頓是一種低亮度的x射線源，在2005年亮度是正常水平的50倍，五分鐘後又迅速下降。像太陽這樣的恆星在x射線中會有一定的亮度，偶爾也會發生耀斑，像我們在這個光源中觀察到的那樣提高亮度。然而，這樣的活動通常會持續更長時間——長達幾個小時甚至幾天。另一方面，在雙星系統中可以觀察到短暫的爆發，這些雙星系統中有密集的恆星殘餘，如中子星，但這些x射線爆發具有更高的亮度。
這一事件挑戰了我們對x射線爆發的理解:：短而不是普通的恆星耀斑，但太微弱而不能與緻密物體相聯繫。另一種可能性是，源是一種所謂的“色球活躍雙星”，這是一種雙星系統，由於其色球層(恆星大氣中的中間層)的過程而產生強烈的x射線活動。
但是，即使在這種情況下，也與這個類的任何已知對象的屬性不匹配。科學家們懷疑這種奇特的光源並不是獨一無二的，其他具有類似性質的物體也潛伏在XMM-Newton檔案中，但由於亮度低和耀斑持續時間短，還沒有被識別出來。對變異系統研究導致了臨時目錄的編撰，以及對數據挖掘的首次嘗試，表明已經打開了一扇關於x射線宇宙未被探索的新窗口。
團隊計劃更詳細地研究新發現源，以更好地理解其性質，同時在存檔中搜索更多類似的對象。ESA的xmm -牛頓項目科學家Norbert Schartel總結說：在xmm -牛頓檔案中找到這樣的隱藏珠寶是令人興奮的，年輕學生們在學習和娛樂的同時幫助我們找到它們。
博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Astronomy & Astrophysics》｜研究/來自：歐洲航天局（ESA），DOI: 10.1051/0004-6361/201833086
博科園-傳遞宇宙科學之美
閱讀原文進入可下載iOS或安卓App：博科園
閱讀更多 科學之美 的文章
