
中國的五百公尺口徑球面射電望遠鏡(下)發現了一個新的重複快速射電爆發,而揚斯基甚大陣列則追蹤了它的後續爆發,兩者都投射到銀河系上。圖片來源:李迪/NAOC
天文學家已經在努力解釋快速無線電爆發(快速電波暴)當他們發現了更令人費解的重複快速電波暴現象。現在,事情變得更加混亂,出現了另一個重複的快速電波暴,它的發現者將其描述為比第一個重複的快速電波暴「更年輕、更奇怪」。儘管這項新發現很奇怪,但它可能是解釋至少一類快速電波暴的關鍵。
這個新的重複天體名為 FRB 190520B,位於矮星系的邊緣,距離我們近 30 億光年。無線電訊號的色散(與高頻對應物相比,低頻波因穿過自由電子而被延遲)揭示了迄今為止發現的所有 FRB 宿主星系中最高的電子密度。
最初是透過 500 公尺孔徑球面射電望遠鏡 (FAST) 發現的,該雜誌自然現在報告使用甚大陣列偵測到 87 個後續爆發。很難說爆發發生的頻率,在 16 小時的觀察期內,在 3 GHz 頻率下觀察到了 5 次爆發,但在其他無線電頻率上觀察到的次數較少。
顧名思義,快速電波暴涉及非常強大的無線電波發射,持續時間僅為幾毫秒,在此期間釋放的能量相當於太陽幾天內釋放的能量。到目前為止,只有 5% 被發現重複——但很可能其他人也這樣做,所以要么在時間線上我們看不到它們,要么只是在我們沒有註意的時候。有人猜測所有快速電波暴都會重複,但我們顯然距離證實這一點還有很長的路要走。
極大地阻礙我們理解快速射電暴成因的能力的一件事是,雖然我們可以識別宿主星系,但我們通常無法找到實際的來源。一般來說,在我們可以將 FRB 綁定到的任何頻率下都沒有可見的物體。
FRB 190520B 是一個非常重要的例外—這些爆發已被確認與持久射電源 (PRS) 相關。這只是第二次發生這種情況——第一次是 FRB 121102A,第一個檢測到的重複 FRB。
理論上,天文學家或許能夠辨識 PRS 來源的性質,從而辨識 FRB 的來源。我們還沒有達到這一目標,但作者確實認為 FRB 190520B 的極端電子色散表明 FRB 位於複雜的等離子體環境中,該環境至少部分類似於超亮超新星。這可能是 FRB 最近「開啟」或開始發射的跡象。
FRB 190520B 和 FRB 121102A 擁有更多共同點,而不僅僅是已知與 PRS 相關的兩個 FRB。即使在重複的快速電波暴中,兩者都特別活躍,而且都來自富含電子的環境——在 190520B 的情況下,比正常情況高出約十倍。然而,從每一項來看,FRB 190520B 都更為極端,這解釋了為什麼作者認為它是兄弟姐妹中更奇怪的。
「現在我們有兩個這樣的,這帶來了一些重要的問題,」合著者說羅嘉熙博士加州理工學院在陳述。
“那些重複的和那些不重複的有什麼不同嗎?持續的無線電發射怎麼樣——這很常見嗎?”額外西維吉尼亞大學研究生克什蒂·阿加瓦爾。
有人提出快速電波暴要不是來自最近的超新星遺跡,就是來自磁星。 FRB 190520B 和 FRB 121102A 以及大多數其他已知的 FRB 可能形成兩個不同的族群,這一對代表新生的超新星碎片,而其他大多數是磁星。
「我們進一步假設FRB 121102A和FRB 190520B代表了FRB種群演化的初始階段。FRB起源和演化的連貫圖景可能會在短短幾年內出現,」中國大學李迪博士說科學院在另一個陳述。
有了類似 FRB 的訊號,一切都變得容易多了,這些訊號原來是來自不耐煩的天文學家打開了微波爐還沒完成就在茶室。