我们的射电望远镜时不时地捕捉到一个谜团。 一次闪光,其无线电波长与十亿个太阳一样强大,浓缩成最多只持续几毫秒的爆发。 现在,天体物理学家第一次追踪到了其中一个一次性的现象(FRB)到其源头。
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) 表示:“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。”
该信号已被命名180924——它们以探测日期命名——它起源于一个银河系大小的星系的边缘,距离地球大约 36 亿光年。
确定它可以帮助我们最终了解导致这些一次性快速射电暴的原因。
这只是第二个曾经被追踪到某个地点。 第一个称为 FRB 121102,是一个特例,因为它反复爆发。 这种重复使得天文学家能够追踪它距离我们超过 30 亿光年的矮星系的恒星形成区域。
但这些一次性爆发毫无征兆地在天空中闪过,这使得它们无法预测,也极难追踪。
然而,这是一个国际天文学家团队利用先进的无线电天线阵列称为澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)。
通过每秒对整个天空进行 10 万亿次原始测量,ASKAP 可以检测到比以往更多的快速射电爆发。
即便如此,快速射电暴通常是在事后发现的,因为天文学家通过仔细研究数周的这些数据来识别它们,在数十亿次测量中寻找单一的测量结果。
这一次,团队成功地抓住了它。
“在大约三分之一秒内,我们意识到我们遇到了刚刚经过望远镜的快速射电爆发,因此我们抓取并保存了通过 ASKAP 天线的最后三秒的数据 - 大约 30 亿次测量”,斯威本科技大学的天体物理学家 Adam Deller 解释道。
“这让我们可以根据需要多次实景重播这三秒钟。”
通过测量信号到达 36 个 ASKAP 天线中的每一个之间的绝对微小的时间延迟(我们这里谈论的是十亿分之一秒),该团队能够将 FRB 的原点三角测量到空间中的二维。
那么世界上最强大的三座光学望远镜——双子座,凯克和甚大LT- 被招募来计算第三个维度:距离。
结果令人惊讶。 这次爆发起源于距银河系大小约 13,000 光年的巨大星系中心,该星系不再形成新恒星。
您可以在下图中看到它 - 蓝色和黄色斑点是星系,黑色圆圈是 FRB 180924 的来源。 这与 FRB 121102 的来源形成鲜明对比,FRB 121102 是一个充满恒星形成的微小矮星系。
(班尼斯特等人,《科学》,2019)
Deller 指出:“这表明快速无线电脉冲串可以在各种环境中产生,或者 ASKAP 迄今为止检测到的看似一次性的脉冲串是由与中继器不同的机制生成的。”
对 FRB 121102 的最新研究表明其来源是中子星,但其他假设包括黑洞,带有伴星的脉冲星,内爆脉冲星,一种称为 a 的恒星闪电战,与的连接伽马射线暴(我们现在知道这可能是由碰撞中子星),或磁星发射巨大的耀斑。
但不同的不仅仅是两个源星系。 信号本身也存在差异。
来自 FRB 121102 的电磁信号是几乎完全扭曲,这意味着它在前往地球的途中必须穿过强磁场。
相比之下,FRB 180924 没有扭曲,并且比 FRB 121102 的爆发强得多。
“‘年轻磁星’模型对于 121102 来说效果很好(这就是它的设计目的),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,”班尼斯特告诉 ScienceAlert。
“因此,理论家可能需要重新开始,通过调整年轻的曼吉塔尔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。”
解决这个问题的最好方法是找到更快的射电爆发的来源,既然团队已经证明这是可能的,那么这应该变得更容易。
这不仅会告诉我们有关快速射电爆发的信息,还会告诉我们整个宇宙的信息,因为爆发开始和结束之间的延迟可以告诉我们它在到达地球的途中经过了多少气体。
反过来,这可以告诉我们宇宙中弥漫的、难以测量的物质。星系之间的空间。 难怪天文学家如此兴奋。
该研究发表于科学。