2024年1月9日，爱因斯坦探针卫星（Einstein Probe, 也被称为“天关”卫星）在中国西昌卫星发射中心成功升空。爱因斯坦探针上搭载了两台关键仪器：宽视场X射线望远镜（WXT）和后续X射线望远镜（FXT）。WXT负责持续监测天空中的大范围X射线事件，而FXT则对WXT发现的目标进行更深入的详细观测。

爱因斯坦探针卫星的主要科学目标是试图解答宇宙中一些大问题，比如黑洞有多普遍？黑洞又是如何吞噬物质，以及驱动喷流的？哪些事件能够产生引力波，以及如何产生？当一颗恒星爆炸并产生超新星时发生了什么？（图/中国科学院）

仅在发射后不到三个月，爱因斯坦探针就捕捉到了一次罕见且令人费解的X射线事件——一个持续超过17分钟的X射线暴，其亮度在消失前多次波动。这类事件被称为快速X射线暂现源（FXRT），而这一特殊事件被命名为EP240315a。

125亿光年之远的古老爆炸

在新的发现中，爱因斯坦探针探测到的X射线暴属于低能X射线，通常被称为软X射线。虽然是低能X射线，但其能量仍然远高于可见光或紫外线。在探测到X射线信号约一小时后，位于南非的一台光学望远镜检测到了来自同一方向的可见光信号。

紧接着，夏威夷的双子座北望远镜和智利的甚大望远镜对这一信号进行了后续观测，通过红移测量确认，这次的X射线暴事件来自约125亿光年之外。这意味着这次事件发生在宇宙仅为当前年龄10%的早期阶段，并在漫长的宇宙旅程后才被我们观测到。

爱因斯坦探针探测到古老的X射线暴的艺术构想图。（图/OPENVERSE/Einstein Probe Science Center）

这是天文学家首次在如此古老的爆炸中探测到持续时间如此之长的软X射线。

重新思考伽马射线暴

为了更深入研究这一事件，研究团队利用澳大利亚望远镜致密阵（ATCA）对该事件的射电信号进行了为期三个月的观测，发现EP240315a的能量输出与典型的伽马射线暴（GRB）相吻合。

伽马射线暴是一种极其强大的、短暂的高能辐射。伽马射线暴分为短暴（持续时间不到 2 秒）和长暴（持续超过2 秒）。天文学家认为，长暴的形成与大质量恒星的核心坍缩有关。（图/NASA's Goddard Space Flight Center）

后续分析发现，这些X射线与伽马射线暴GRB 240315C具有一致性。这表明，许多快速X射线暂现源可能与伽马射线暴有密切关系，而像爱因斯坦探针这样灵敏的X射线监视器，能够精准定位这些事件在遥远宇宙中的来源。结合X射线和射电观测，天文学家即使在没有直接探测到伽马射线的情况下，也能深入研究这些古老的爆炸。

然而，EP240315a仍然留下了一些未解之谜：通常情况下，X射线会比伽马射线早几十秒被探测到，但EP240315a的X射线却比GRB 240315C早了372秒。在过去，天文学家从未观测到过如此长的延迟。此外，这次X射线暴发的持续时间也远超预期。这些发现或许预示着，天文学家可能需要重新思考伽马射线暴的爆发机制。

揭开早期宇宙爆炸的奥秘

此次探测结果证明了爱因斯坦探针在研究早期宇宙暂现事件方面的强大潜力。它为我们打开了一扇全新的窗口，让天文学家能够以前所未有的视角研究宇宙中最遥远的爆炸。尽管过去的一些任务曾观测到软X射线，但爱因斯坦探针凭借其卓越的灵敏度和广阔的视野，开创了全新的研究领域。

研究人员相信，这一发现仅仅是一个开始，随着时间推移和更多数据的积累，爱因斯坦探针将继续帮助人类探索这些古老爆炸的深层奥秘，为我们揭示宇宙中更深远的未知。