2017年,天文学家从深空捕捉到了一个神秘信号。 仅仅几毫秒的时间里,它在无线电频谱中发出明亮的光芒,然后就消失了,看起来就是这样。 但事实并非如此。
后续观察发现,信号重复出现,比第一次爆发的信号弱近 600 倍。 这一重复表明,我们不断从宇宙中探测到的这些奇怪的射电耀斑可能比我们所知道的更活跃、更复杂。
耀斑被称为(FRB),深空最令人困惑的现象之一。 它们出现在无线电数据中,巨大的电磁能量尖峰,其威力相当于数亿个太阳,突发持续时间只有几毫秒。
我们还不知道它们的成因,甚至不知道其中大部分来自何处; 在检测到的 150 多个突发中,只有少数有已被追踪给他们的星系起源。
并非所有的快速射电暴都是一样的。 存在一些差异,例如信号强度、信号扭曲方式(极化)、持续时间的微小差异。 但最大的区别之一是是否信号重复。有些做。 大多数没有。
或者,至少没有被发现这样做。
澳大利亚斯威本科技大学的天文学家普拉维尔·库马尔告诉 ScienceAlert,“关于快速射电暴的一个重大悬而未决的问题是它们是否都会重复。虽然已知有一百多个快速射电暴,但直到最近才发现有一个重复。”
为了寻找快速射电暴并寻找它们的重复,库马尔和同事一直在澳大利亚使用澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)。
“我们发现20 个快速射电暴并用 ASKAP 搜索了两年的重复内容,”他说。“在超过 12,000 个小时的时间里,我们什么也没找到! 然而,有没有可能重复信号太微弱,ASKAP 无法检测到?”
这项研究的重点是一个特别明亮的单次爆发,称为171019.虽然没有追踪到它的起源,但喷出它的那片天空是已知的; 因此库马尔和他的同事们在一些世界上最强大的射电望远镜上获得了一些观测时间来进行后续观测。
由于 ASKAP 没有任何发现,研究人员现在将美国的格林班克望远镜和澳大利亚的帕克斯天文台射电望远镜指向了那片天空。
帕克斯天文台也一无所获。 但在格林班克望远镜的数据中,出现了两个微弱的信号。
“当我第一次在电脑屏幕上看到 FRB 信号时,我简直不敢相信,”库马尔告诉 ScienceAlert。 “这确实是一个非常激动人心的时刻!”
去年 8 月,在 Kumar 的团队完成探测并准备论文后,加拿大的 CHIME 合作项目进行了一项扫描频率范围比 ASKAP 等望远镜更低的实验,发布了八个中继器去年 -检测到来自 FRB 171019 的第三个重复信号。
这些发现增加了已知重复快速射电爆发的总数,并暗示迄今为止检测到的许多其他单次射电爆发中的一些也可能重复爆发,超出了用于追踪它们的仪器的检测范围。
但是,Kumar 说,FRB 171019 重复信号非常引人注目,因为它们非常微弱,比 ASKAP 检测到的爆发信号微弱约 590 倍。 这是迄今为止在重复实验中检测到的最大能量排放差异。
当然,我们仍然无法判断是什么原因造成的。 去年的一项研究发现与磁星爆发的相似性,有一个主要问题:FRB 光源的亮度是磁星的 1000 亿倍。
迄今为止提出的每一个解释似乎都伴随着类似的“重大问题”。 快速射电暴非常善于回避简单的答案。 但新的重复爆发可能会让我们更加接近。
库马尔指出:“在该爆发源中观察到的大范围光度为各种爆发发射模型提供了重大限制。”
“这一发现使我们更进一步了解重复爆发和一次性爆发之间的关系。我们已经证明,至少一些明亮的 FRB 源具有微弱的重复,如果我们用更灵敏的望远镜进行后续跟踪,可能会发现重复。 ”
这就是库马尔和同事将要做的事情。 利用格林班克望远镜和帕克斯天文台的新型超宽带接收器,研究人员将观测其他单次爆发,看看它们是否能够检测到微弱的重复。
我们也还没有听到 FRB 171019 的最后消息。
“[FRB 171019] 源重复的事实为我们提供了一个利用射电干涉仪精确定位它的绝佳机会,”库马尔告诉 ScienceAlert。
“挑战在于重复信号非常微弱,因此我们需要使用最灵敏的干涉仪。我们很幸运有时间利用非常大的阵列今年晚些时候,敬请期待。”
该研究发表于天体物理学杂志通讯。