? 来自外太空的强烈的、长达几毫秒的无线电能量闪光? 有困惑的天文学家自 2007 年首次发现它们以来。一次爆发在其短暂的生命周期内释放的能量相当于太阳在几天内释放的能量。
绝大多数短命脉冲起源于我们的银河系之外。 我们不知道其中大部分是由什么产生的,也不知道是如何产生的。
在新研究发表于科学,我们观察到重复的一年多来,发现有迹象表明它被强大但高度变化的磁场包围。
我们的结果表明,这次宇宙爆炸的来源可能是一个由在由大质量伴星甚至是一颗大质量伴星产生的密集磁化等离子体风中旋转。
永不停止重复的快速无线电爆发
重复突发称为20190520B 是2022年发现由中国五百米口径球面射电望远镜(FAST)的天文学家完成。 重复的快速射电暴很罕见,但 FRB 20190520B 是其中最罕见的:它是唯一一个从不休息的射电暴,每小时产生几次射电暴,有时会产生多个无线电频率。
首次发现这个有趣的天体后,天文学家急忙使用其他无线电波长进行初步观察。
进一步的调查显示,FRB 20190520B 位于距离我们 39 亿光年的矮星系中极其密集的环境中。 FRB 源周围还有一些材料会产生强烈、持续的无线电发射。
这导致人们认为爆发源是复杂环境中的一颗年轻中子星。
强大的磁场
关于这个星际鞭炮及其环境,我们还能了解什么? 我们使用澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)位于新南威尔士州的穆里扬帕克斯射电望远镜和美国的格林班克望远镜对FRB 20190520B进行了观测。
令我们惊讶的是,FRB 20190520B 结果在相对较高的无线电频率下产生了强信号。 这些高频信号竟然是高度极化的? 这意味着电磁波在一个方向上的“波动”比其他方向的“波动”要强烈得多。
我们发现这种极化的方向在不同频率下会发生变化。 测量它的变化程度可以告诉我们信号所经过的磁场强度。
事实证明,这种极化测量表明 FRB 20190520B 周围的环境是高度磁化的。 更重要的是,在我们观察源头的 16 个月里,磁场强度似乎发生了变化? 甚至两次完全翻转方向。
这种快速射电暴周围磁场方向的变化以前从未被观察到。
填写图片
关于 FRB 20190520B,这告诉我们什么? 解释最近观察到的重复快速射电爆发的最流行的理论涉及由中子星和另一颗大质量恒星或黑洞组成的双星系统。
虽然我们还不能排除其他假设,但我们的结果支持大质量恒星的情况。
众所周知,大质量恒星具有强烈的星风,周围有有序的磁场。 如果爆发源在穿过其轨道时进出恒星风区域,我们预计观测到的磁场方向会发生逆转。
磁场反转的时间尺度、测量的表观场强变化以及爆发源周围的致密等离子体都符合这张图片。
下一步是什么?
我们的观察可能提供重要的证据来支持这样的假设:重复的快速射电爆发源有一个能够产生高度磁化等离子体的巨大伴星。
更重要的是,二元假设为我们提供了对未来的预测。 如果正确的话,来自 FRB 20190520B 的无线电信号的极化变化应该会在较长的时间内上升和下降。
所以我们会关注。 Murriyang 和 Green Bank 望远镜的未来观测将揭示 FRB 20190520B 是否真的位于双星系统中? 或者宇宙是否会再次给我们带来惊喜。
Shi Dai, ARC DECRA 研究员,西悉尼大学;Di Li,教授,国家天文台,中国科学院;米罗斯拉夫·菲利波维奇, 教授,西悉尼大学, 和瑞诗玛·安娜-托马斯,物理与天文学系博士生,西弗吉尼亚大学