新检测到的快速射电爆发FRB 20240209A的来源位于一个古老椭圆星系的遥远郊区,该星系距离地球20亿光年,质量超过1000亿个太阳质量。理论家认为产生如此无线电波爆发的年轻恒星遗迹应该早就在这个 113 亿年前的星系中消失了。两项补充研究详细介绍了天体物理学期刊通讯,这一发现打破了快速射电爆发仅源自活跃恒星形成区域的假设。
西北大学天文学家塔拉内·埃夫特卡里 (Tarraneh Eftekhari) 表示:“普遍的理论是,快速射电爆发 (FRB) 来自核心塌陷超新星形成的磁星。”
“这里的情况似乎并非如此。虽然年轻的大质量恒星以核心塌缩超新星的形式结束了生命,但我们在这个星系中没有看到任何年轻恒星的证据。”
“由于这一新发现,一幅图片正在出现,表明并非所有快速射电暴都来自年轻恒星。”
“也许有一个快速射电暴子群与旧系统有关。”
西北大学天文学家方文辉补充道:“这个新的快速射电暴向我们表明,当你认为你了解了一种天体物理现象时,宇宙就会发生逆转并让我们感到惊讶。”
“这种与宇宙的‘对话’使我们的时域天文学领域如此令人难以置信的激动人心。”
FRB 20240209A 是由加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 于 2024 年 2 月发现的。
快速射电暴在几毫秒内爆发并消失,是一种短暂而强大的射电爆炸,它在一次快速爆发中产生的能量比太阳一整年发出的能量还要多。
但 FRB 20240209A 不止一次爆发——从 2024 年 2 月首次爆发到 2024 年 7 月,同一来源又产生了 21 个脉冲。
在团队确定了FRB的位置后,天文学家们赶紧使用WM凯克天文台和双子座天文台的望远镜来探索该事件的周围环境。
这些观测结果并没有发现一个年轻的星系,而是令人惊讶地发现,FRB 起源于一个 113 亿年前的邻近星系的边缘,距离地球 20 亿光年。
为了更多地了解这个不寻常的宿主星系,研究人员使用高性能计算机进行模拟。
他们发现这个星系极其明亮且质量惊人——是太阳质量的 1000 亿倍。
“它似乎是迄今为止最大的 FRB 宿主星系。它是一些最大的星系之一,”埃夫特卡里博士说。
虽然大多数 FRB 都起源于它们的星系内,但作者将 FRB 20240209A 追溯到其家乡的郊区——距离星系中心 130,000 光年,那里几乎没有其他恒星存在。
麦吉尔大学研究生 Vishwangi Shah 表示:“在 FRB 群体中,这个 FRB 距离其宿主星系中心最远。”
“这既令人惊讶又令人兴奋,因为快速射电暴预计起源于星系内部,通常位于恒星形成区域。”
“这个快速射电暴的位置如此远离其宿主星系,这引发了这样的问题:在没有新恒星形成的区域如何会发生这种高能事件。”
研究小组表示,FRB 20240209A 可能起源于一个致密的球状星团。
这些星团是磁星的有希望的位置,磁星可能通过其他机制形成并与较老的恒星相关,包括通过两颗中子星的合并或白矮星在自身重力作用下塌缩而形成。
沙阿说:“这种重复的快速射电暴的球状星团起源是最有可能解释为什么这种快速射电暴位于其宿主星系之外的情况。”
“我们实际上并不知道 FRB 位置是否存在球状星团,因此我们已提交了使用 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜对 FRB 位置进行后续观测的提案。”
“如果是的话,这将使这个快速射电暴成为已知存在于球状星团中的第二个快速射电暴。如果不是,我们将不得不考虑 FRB 起源的其他奇异场景。”
“很明显,对于快速射电暴来说,仍然有很多令人兴奋的发现空间,它们的环境可能掌握着解开它们秘密的钥匙,”埃夫特卡里博士说。
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T·埃夫特卡里等人。 2025年。重复快速射电暴FRB 20240209A的巨大静止椭圆主星系。应用JL,正在出版; arXiv:2410.23336
维什万吉·沙阿等人。 2025 年。静止星系外围的重复快速射电爆发源。应用JL979,L21; DOI:10.3847/2041-8213/ad9ddc