银河系内第一个被捕获的发射物体现在正式成为复读机。
在一篇新的同行评审论文中,SGR 1935+2154 被描述为发出两个更强大的无线电信号,与从河外来源看到的信号一致。
然而,新信号的强度并不相同。这表明磁星内部可能存在不止一个过程能够产生这些神秘的爆发——而 SGR 1935+2154 可能是梦想成真,是理解它们的绝佳实验室。
自 2007 年被发现以来,快速射电爆发一直是一个谜。它们是仅在无线电频率中的极其强大的能量爆发,最多持续几毫秒。弄清楚它们是什么存在几个主要困难。
直到今年 4 月,快速射电暴 (FRB) 才被发现来自银河系之外,距离数百万光年——距离太远,最多只能将它们追踪到另一个星系的大致区域。星系。然而,对于大多数人来说,我们甚至无法做到这一点。
虽然有一些被发现重复,但大多数源只被检测到耀斑一次,并且没有任何警告,这使得它们变得异常困难(但并非不可能)来追踪。
然而,虽然一个少数快速射电暴曾经是追溯到起源星系,天文学家并没有更接近确认信号的明确来源。直到SGR 1935+2154。
2020 年 4 月 28 日,我们银河系中一颗死亡的、高度磁化的恒星,距离我们仅 30,000 光年,被记录发射出令人难以置信的强大、持续时间为毫秒的无线电波爆发。
一旦信号被校正为距离,天文学家发现它不如河外快速射电暴那么强大,但它的其他一切都符合轮廓。该活动是正式确认本月早些时候成为 FRB,并命名为 - FRB 200428。
从那时起,天文学家一直在密切关注 FRB 200428。果然,2020 年 5 月 24 日,荷兰的 Westerbork 综合射电望远镜捕捉到了来自磁星的两个毫秒长的射电爆发,间隔 1.4 秒。
中国的五百米口径球面射电望远镜(FAST)也检测到了微弱得多的FRB信号5月3日。
正如瑞典查尔姆斯理工大学天体物理学家弗朗兹·克尔斯滕(Franz Kirsten)领导的一篇论文所述,这三个新信号已经告诉了我们很多信息。
FRB 200428 最初四月份的爆发非常明亮——总能量达到 700 千毫秒。后续的三个信号要微弱得多。
FAST 的亮度最弱,为 60 毫扬斯基毫秒。来自 Westerbork 的两个信号分别为 110 jansky 毫秒和 24 jansky 毫秒。
这是一个相当大的信号强度范围,但尚不清楚原因。
“假设单一发射机制负责所有报告的 SGR 1935+2154 无线电爆发,它必须是这样一种类型,即爆发率几乎独立于超过七个数量级的发射能量, ”研究人员在论文中写道。
“或者,如果光束方向随着时间的推移发生显着变化,发射锥体的不同部分可能会穿过我们的视线。”
磁星是有趣的野兽。他们是一种- 一颗死亡恒星的微小塌陷核心,大约1.1到2.5质量是太阳的几倍,但被压缩成一个直径只有 20 公里(12 英里)的球体。
磁星还增加了极其强大的磁场——比普通中子星的磁场强大约 1,000 倍,并且强大十亿倍比地球的。
我们真的不知道它们是如何形成的(最近的证据表明碰撞中子星可能是一种方式),但我们知道他们经历了剧烈的破坏和活动时期。
当重力向内推动以试图将恒星保持在一起时,磁场向外拉动,扭曲磁星的形状。这两种竞争力被认为会产生不稳定性、磁星地震和磁星耀斑,通常在高能 X 射线和伽马辐射中出现。
已知 SGR 1935+2154 会经历 X 射线活动期;这对于磁星来说是相当正常的。但第一个 FRB——4 月 28 日的那次——也伴随着 X 射线耀斑,这是以前从未在 FRB 中见过的。然而,这三个新信号没有显示出 X 射线对应物的迹象。
而且,当研究小组朝相反的方向工作,研究磁星的 X 射线数据并试图将其与无线电对应物联系起来时,他们也什么也没发现。
“因此,似乎大多数 X 射线/伽马射线爆发与脉冲无线电发射无关,”研究人员写道。
“我们测量的 X 射线爆发的参数和能量密度与 SGR 1935+2154 观测到的典型值一致,符合无线电爆发与非典型、更硬的 X 射线爆发相关的想法。
还有一些问题仍然存在。一些来源表现出周期性- 他们的信号中的一种模式。
我们还没有在 SGR 1935+2154 中看到这一点。可能我们没有足够的数据。这些周期性快速射电暴可能存在于双星系统中。磁星很可能只是快速射电暴的来源之一,其他的还有待发现。
但磁星还没有完成。
2020 年 10 月 8 日,记录了另外三个无线电爆发,在三秒钟的时间内。这些数据仍在分析中,但它标志着良好信号收集的开始,这些信号可以帮助我们寻找模式或有关发出这些信号的磁星行为的线索(另一篇最近的论文表明磁星地震是造成的)。
“因此,SGR 1935+2154 并不是河外 FRB 群体的完美模拟。尽管如此,磁星可以合理地解释从 FRB 观察到的各种现象,”研究人员在论文中写道。
“也许遥远的、周期性活跃的 FRB 源更亮、更活跃,因为它们比 SGR 1935+2154 年轻得多,而且它们的磁层受到附近伴星的电离风的扰动。同样,也许不重复的 FRB 更古老、更不活跃。 -快速射电暴局部环境的相互作用以及因此不太活跃的特征对于研究这些可能性至关重要。”
该研究发表于自然天文学。