新发现的重复()命名为 FRB 20200120E 正在加深这些已经非常神秘的太空信号的神秘面纱。
天文学家已经追踪到它的位置到了一个距离我们 1170 万光年的星系,这使它成为已知最近的快速射电暴,比第二近的河外信号近 40 倍。但它也出现在一个球状星团中——一群非常古老的恒星,根本不是人们期望的那种会发现吐出快速射电暴的恒星类型的地方。
它的发现表明这些恒星有不同的形成机制,表明快速射电暴可能出现在比我们想象的更广泛的环境中。
自 2007 年发现第一个快速射电暴以来,科学家们一直困扰着快速射电暴。它们包含来自深空的极其强大的信号数百万光年之外,一些释放的能量比5亿个太阳并且只能在无线电波长中检测到。
然而,这些爆发的时间短得惊人,不到眨眼的时间——持续时间只有几毫秒——而且大多数不会重复,这使得它们很难预测、追踪,因此很难理解。
通过分析这些无线电信号的精细结构,天文学家一直在寻找他们认为可能引起这些信号的物体类型,其中包括致密物体,例如中子星主导理论。然后,去年出现了重大突破。终于在银河系内部检测到了快速射电暴,由磁星发射。
磁星 - 其中迄今为止仅确认24个- 是一种罕见的类型,一颗死亡恒星塌缩的核心,其质量最初是太阳的 8 到 30 倍。中子星体积小而密度大,直径约20公里(12英里),最大质量约为两个太阳。
磁星,顾名思义,在混合物中添加了一些其他东西:一个绝对疯狂的磁场 - 围绕着一个比地球磁场强大四亿倍,并且比普通中子星的威力强一千倍。
这让我们回到 FRB 20200120E。它只是重复的快速射电暴中的少数,但除此之外它完全符合其轮廓。不过,由于它重复出现,天文学家能够更容易地确定它在天空中的起源位置。通过分析信号的其他属性,他们能够确定它传播的距离相对较短。
这给他们带来了,今年早些时候,到一个名为 M81 的宏大设计螺旋星系,尽管存在一定程度的不确定性。更具体地说,研究人员相信他们已经将 FRB 20200120E 追踪到了一个球状星团。
在目前正在等待的新预印本中,一组天文学家确认了该位置。
这就是为什么这是一个问题。球状星团是致密的恒星群,它们往往非常古老、寿命很长,质量也很低,没有一个比太阳的质量大。人们认为它们所有的恒星都是在同一时间由同一气体云形成的。就像一座小镇一样,这些明星一起度过了他们最安静的生活。
正如我们之前提到的,中子星往往由质量较大的恒星形成,这些恒星的主序(氢燃烧)寿命也往往短得多 -OB类型的。因此,根据一般经验,您不会期望在球状星团中找到中子星或磁星。
“在这里,我们最终证明 FRB 20200120E 与 M81 银河系中的一个球状星团有关,从而证实它比任何其他已知的河外 FRB 都要近 40 倍,”研究人员写道。
“由于这种球状星团拥有古老的恒星群体,这种关联对 FRB 模型提出了挑战,该模型调用核心塌缩超新星中形成的磁星来为 FRB 发射提供动力。”
不过,不要害怕——因为有一个有趣的先例。
时不时地,人们发现球状星团中存在着一种称为毫秒的快速旋转中子星。由于球状星团的密度如此之大,恒星可以相互作用,甚至相互碰撞,产生诸如低质量 X 射线双星和。
研究小组表示,除了大质量恒星的核心塌陷超新星之外,这还引入了其他有趣的磁星形成机制。低质量白矮星与另一颗恒星相互作用并吸积物质,可能会获得足够的质量以塌缩成中子星;或者两个白矮星可能会合并,达到同一个目的。
也有可能 FRB 的来源根本不是磁星,而是低质量 X 射线双星,例如白矮星和中子星,或者中子星和系外行星。也可能是一种积累。这些解释缺乏证据——这些系统通常不会伴随X射线或伽马射线活动——但仍然不能排除它们。
不过,无论答案是什么,FRB 20200120E 似乎都会改变现状。它要么让我们了解球状星团中恒星相互作用的新知识,要么为我们提供新的快速射电暴形成通道。
由于它是一个重复的快速射电暴,距离我们如此之近,因此它提供了一个难得的机会来详细探测这些神秘信号。
该论文可在预印本服务器上获取arXiv。