蟹狀星雲脈衝星使X雷射光增亮 臺美日研究登科學期刊

蟹狀星雲脈衝星的巨型電波脈衝與X射線增亮的可能原理，及本研究團隊觀測方法的示意圖。 （圖片來源：HiggsTan）

蟹狀星雲的多波段合成影像。藍色是X射線 (錢德拉太空望遠鏡)，紅色是可見光 (哈伯太空望遠鏡)，紫色是紅外線 (史匹哲太空望遠鏡)。X射線影像的明亮中心點是蟹狀星雲脈衝星。（圖片由研究團隊授權彰師大提供／謝瓊雲彰化傳真）

黑線是沒有發生巨型電波脈衝時的X射線脈衝波形，紅線是發生巨型電波脈衝時的波形，可看到有明顯的增亮的現象。藍線是巨型電波脈衝發生的相位分佈。（彰師大物理系提供／謝瓊雲彰化傳真）

宇宙中的恆星死亡後，爲何有時竟還會突然增亮？彰師大物理系助理教授胡欽評參與美日臺研究論文團隊發現其中奧秘，觀測結果4月發表刊登於國際頂尖期刊「科學」（Science），令天文迷與追星族進一步探究。

胡欽評說，研究團隊觀測到，蟹狀星雲脈衝星產生巨型電波脈衝Giant Radio Pulse時，X射線有異常增亮的現象。

許多大質量恆星在生命週期末期，演化成爲超新星，最後爆炸，終結其一生。而蟹狀星雲是宋史曾記載的「天關客星」，也曾在日本鎌倉時代政府官員藤原定家關於天文觀察的日記「明月記」中出現。

星雲中心的中子星又稱爲脈衝星，因高速自轉，而能透過無線電波、可見光、X射線和伽瑪射線等，偵測到其週期性產生的訊號。過去曾有研究團隊觀測到脈衝星發生「巨型電波脈衝」現象時，無線電波亮度同步急遽變亮數百倍、可見光的脈衝也微幅增亮約數個百分點。

至於X射線和伽馬射線中是否也可能產生類似的現象？過去20年來，尚未有研究團隊觀測到類似現象。至於當中的輻射機制，仍有待科學家持續觀測解開奧秘。

胡欽評表示，2017年起團隊利用國際太空站的NICER X射線望遠鏡，與位在日本臼田和鹿島兩地的64米、34米電波望遠鏡，同步觀測蟹狀星雲脈衝星，得到了此驚人發現，當巨型電波脈衝產生時，X射線脈衝增亮約4％。

胡欽評指出，這項觀測結果提供了脈衝星輻射機制的重要線索，也幫助人們對脈衝星的磁球層內高能粒子的生成提供新的見解；更爲遙遠宇宙中發生的神秘高速電波爆發（Fast Radio Burst）的起源，提供重要頭緒。

胡欽評說，不過這次觀測研究發現X射線的能量比過去認爲的要更大，未來利用無線電波和X射線的多波段觀測，檢驗年輕磁星（磁場最強大的中子星）產生的巨型電波脈衝現象時，這項研究結果將可做爲重要參考。

這份研究論文，團隊的核心成員包括日本理化研究所研究員榎戸輝揚、東京大學教授寺澤敏夫，廣島大學助理教授木阪將大，及美國NASA國家航空暨太空總署的研究員Keith C. Gendreau、及Zaven Arzoumanian等；胡欽評擔任共同第一作者與通訊作者。