欧文斯谷射电天文台。 (加州理工学院/OVRO/G. Hallinan)
它们是太空中最神秘、最强大的事件之一,我们不知道是什么导致了它们——但天文学家刚刚完成了一项重大壮举,追踪到了另一个奇怪的信号的来源。
这种奇怪的、充满活力的现象被称为快速射电暴(FRB),历史上第二次 - 两者一周内宣布,同样如此——科学家们已经追踪到了一种一次性的到它来自的银河系。
我们对这些事件知之甚少。是强烈的电磁辐射起源于我们银河系之外的某个地方。
仅限科学家2007年发现这一现象,但从那时起,我们已经检测到了数十次这种辉煌的无线电波爆发,尽管科学家们怀疑它们实际上一直在发生。
虽然快速射电暴的确切原因仍然是一个持续存在的科学争论,但由于天文学的最新进展,我们至少已经开始查明它们的起源。
新发现的爆发称为FRB 190523,是在不到两周前的 5 月 23 日被探测到的。根据加州理工学院欧文斯谷射电天文台 (OVRO) 的天文学家的说法,它实际上起源于大约 79 亿光年的太空 - 因此,无论是什么产生了这种强大的闪光辐射,它发生在很久以前,发生在一个遥远的星系。
(加州理工学院/OVRO/V. Ravi)
多于:射电频谱中 DSA-10 的视场(左)、放大的遥远星系(中)和 FRB 190523 的爆发轮廓(右)。
OVRO 天文学家维克拉姆·拉维 (Vikram Ravi) 表示,令人惊讶的是,造成 FRB 190523 的遥远巨大星系实际上在大小和年龄方面与我们自己的星系相似。 这一概念挑战了之前关于可能产生快速射电暴的星系环境类型的一些想法。
“这一发现告诉我们,每个星系,甚至是像我们银河系这样的普通星系,都可以产生 FRB,”拉维说。
在快速射电爆发科学的发展中,FRB 190523 是所谓的非重复爆发的一个例子:一种短暂的一次性无线电波信号。
相比之下,迄今为止我们对 FRB 现象的了解大部分来自对名为 FRB 121102 的重复爆发事件的研究,该事件于 2014 年首次报道,后来成为有史以来第一个确定其银河系起源的快速射电暴。
相比之下,跟踪像 FRB 190523 这样的一次性信号(在我们的示波器中只出现不到几毫秒的短暂爆发)要困难得多。
“寻找一次性快速射电暴的位置是一项挑战,因为它需要一台射电望远镜,既能发现这些极短的事件,又能以一英里宽射电天线的分辨率来定位它们,”拉维说。
值得庆幸的是,当 OVRO 的深度天气阵列 - 10 (DSA-10) 检测到这次爆发时,研究人员能够使用射电望远镜的数据以及夏威夷凯克天文台的数据。 在不久的将来,完整的 DSA 阵列(最终将在目前的 10 个天线的基础上再增加 100 个)预计每年能够捕获超过 100 个 FRB。
但就目前而言,精确定位一次性快速射电暴是一项尖端科学。 这样的成就还是第一次被宣布就在上周四,当时一个国际团队报告了 FRB 180924 的起源,它也是由距我们约 36 亿光年的类似银河系的星系产生的。
“自 2007 年天文学家发现快速射电爆发以来,这是该领域一直在等待的重大突破,”说上周,来自澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的天体工程师基思·班尼斯特(Keith Bannister)。
在这两个最近发现之前,FRB 121102——重复的 FRB,追踪于2017年– 导致一些人提出快速射电爆发可能只产生于年轻的矮星系,这些星系中充满了高磁性中子星,称为磁星。
“FRB 来自磁星的理论之所以发展起来,部分原因是早期的 FRB 121102 来自活跃的恒星形成环境,年轻的磁星可以在大质量恒星的超新星中形成,”拉维说。
“但相比之下,FRB 190523 的宿主星系更加柔和。”
现在天文学家已经追踪到了它的来源二对于一次性快速射电暴,越来越清楚的是,其中一些假设可能需要重新考虑,尽管我们对快速射电暴还有很多不了解的地方,也不了解一次性信号和重复爆发之间的差异。
“‘年轻磁星’模型对于 121102 来说效果很好……但它很难解释我们的爆发,特别是它来自一个没有多少年轻恒星的星系,”班尼斯特上周告诉 ScienceAlert,与 FRB 180924 相关。
“因此,理论家可能需要重新开始,通过调整年轻磁星模型来解释我们的爆发,或者为我们的模型找到一个完全不同的解释。”
那么,到底是什么让老恒星发出了这些辉煌的爆发呢?
借助深度综合阵列和其他地方的新观测能力,我们可能不需要等待太久就能找到答案。
研究结果报告于自然。