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神秘面纱揭开!首次在银河系“老家”找到快速射电暴确切来源

2020-11-06 09:14 前瞻网   

 

神秘面纱揭开!首次在银河系“老家”找到快速射电暴确切来源

图片来源:McGill University Graphic Design Team

快速射电暴(FRBs)是宇宙中能量最大、也最短暂的光爆炸。

这些神秘的无线电波脉冲每天在太空中闪过一千次,偶尔会掠过地球及时刻警惕着的望远镜。FRB的出现和消失只需要几毫秒,但是它所储存的能量比太阳三天释放的能量还要多。有些FRB重复几天或几个月。大部分穿越了数亿光年才到达地球。而且直到现在,还没有一个能在宇宙中找到确切的来源。

在11月4日发表在《自然》杂志上的三篇系列论文中,来自美国和加拿大的研究人员报告说,他们发现了一个FRB,它不是来自某个遥远的星系,而是来自银河系北部3万光年以外的地方。这不仅是在我们的星系中发现的第一个FRB,也是第一个来自宇宙中已知物体的FRB——在这种情况下,是一种被称为磁星的高度磁化的恒星尸体。

其中一项新研究的合著者Daniele Michilli告诉《生活科学》杂志,这颗名为SGR 1935+2154的燃烧的恒星,在保持了十多年的神秘之后,提供了FRB起源的第一个具体证据。

“这是在我们的星系中探测到的最强大的射电暴,本身就很令人兴奋。”Michilli在一封电子邮件中说,他是追踪FRB的加拿大氢强度映射实验(CHIME)的天体物理学家。“但现在我们终于有证据表明,至少有一个物体可以产生FRBs。磁星已经是主要的候选者之一,所以这是对我们理论的一个很好的证实。”

当死去的星星“打嗝”时

SGR 1935+2154在2014年首次引起了科学家们的注意,当时它正处于超新星残骸(一颗被炸毁的恒星留下的气体墓地)的中心,它开始向地球方向发射强大的X射线和伽马射线脉冲。随着爆炸的继续,天文学家确定这是一个磁星。

磁星是中子星的一种,是一颗曾经强大的恒星坍缩后的核心,它的质量大约是地球太阳的两倍,压缩成一个比一座城市还宽的球体。当这些球被一个特别强的磁场(比地球磁场强几万亿倍)包围时,科学家称它们为磁星。

在它们形成后的数千年里,这些喜怒无常的物体在剧烈的活动周期中循环往复,以看似随机的间隔向周围的宇宙发射强大的X射线和伽马射线脉冲。银河系拥有大约30颗已知的磁星,但没有一个在其高能量的爆发中喷出类似于FRB的物质。

没有一个,除了SGR 1935+2154。2020年4月28日,磁星进入了一个新的活动时期;在它发射出的辐射中,有一个是FRB——两个明亮的射电能量光点,一个持续0.58毫秒,另一个持续0.33毫秒,两者之间约30毫秒。研究人员写道,这一短暂的爆发比银河系中记录到的任何其它射电脉冲都要亮4000倍。

两个独立的射电望远镜证实了FRB的存在:位于不列颠哥伦比亚省山区的CHIME和位于美国西南部的由三个望远镜组成的瞬态天文射电发射调查2 (STARE2)。这两个机构都在天空的同一区域追踪到FRB,指向新激活的磁星。

根据研究人员的说法,这最终证明了活跃磁星能够在其高能的爆发中产生FRB。研究人员说,考虑到在核坍塌中死亡的恒星中有多达50%的可能成为磁星,宇宙中有足够多的磁星来解释每一个观测到的FRB。

不过,两个团队都承认,宇宙中很可能还有其它物体也助长了FRBs。

关于银河系磁星FRB的一个问题是:它估计的能量输出远远低于在我们星系之外发现的几乎任何其它的FRB。研究人员写道,银河系中其它30颗已知磁星中,没有一个曾经释放过类似FRB的能量,这也“令人费解”。

研究人员总结说,不排除其它宇宙事件可能是FRB来源,比如两颗中子星相撞,或者某些黑洞爆发。但就目前而言,至少可以有把握地说,宇宙中一些最奇怪的恒星造成了一些最奇怪的“灯光秀”。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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