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天文发现:距地数十亿光年处有奇怪“心跳”

2022年7月21日7:06 未解之谜网

    自从科学家测到来自遥远宇宙的“快速射电暴”后,其来源一直是未解之谜。(图取自pixabay图库)

    麻省理工学院(MIT)以及加拿大和美国大学的天文学家表示,他们已经检测到来自遥远星系的无线电信号,该信号以惊人的规律性反复闪烁,如同心跳一样。

    该信号已被归类为快速射电暴(FRB),这是一种未知天体物理学来源的强烈射电波爆发,通常最多持续几毫秒。

    由加拿大氢强度测绘实验(CHIME)/FRB合作组织成员撰写的研究报告于7月13日在《自然》杂志上发表。在报告中,科学家们表示,一个快速射电暴(FRB)在距离地球数十亿光年的地方被发现。

    CHIME是加拿大卑诗省多米尼翁射电天体物理天文台(Dominion Radio Astrophysical Observatory)的干涉射电望远镜,旨在探测宇宙早期氢发射的无线电波,目前已探测到数百个快速射电暴。

    FRBs是毫秒级闪烁时间的无线电波,在数十亿光年的距离内可见。第一个FRB是在15年前发现的;尽管大多数观察到的FRB都是一次性的,但目前天文学家已检测到数百个FRB。

    这篇研究报告中的无线电信号于2019年12月被接收到,天文学家将其标记为FRB 20191221A,它的确切来源仍然是个谜。

    天文学家推测,信号可能来自磁星或无线电脉冲星,这是一种中子星类型。中子星是致密的、旋转的巨星坍缩核心。

    然而,最值得注意的是FRB 20191221A的持续时间。这个新信号相当独特,它持续时间长达3秒,比一般的FRB长约1000倍。在这个窗口内,研究小组检测到每0.2秒重复一次的无线电波爆发,具有明显的周期性,类似于一颗跳动的心脏。

    该信号是目前检测到持续时间最长的FRB,且具有最清晰的周期模式。该团队检测到每0.2秒以清晰模式重复一次的无线电波爆发。

    “这很不寻常。”麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所博士后丹尼尔·米奇利(Daniele Michilli)在一份声明中表示,“它不仅非常长,持续了大约三秒钟,而且还出现了非常精确的周期性峰值,每隔几分之一秒就有一次‘砰、砰、砰’的跳动,就像心跳一样。(观察到)信号是周期性的,这是第一次。”

    “(大约3秒的)持续时间和九个或更多分量组成的脉冲轮廓使该信号成为FRB群组中的异类。如此短的周期性为中子星起源提供了强有力的证据。此外,我们的检测倾向于中子星磁层产生的发射,而不是一些模型预测的远离恒星的发射区域。”该研究小组写道。

    此外,FRB 20191221A 似乎比银河脉冲星和磁星的无线电发射亮一百万倍以上。

    米奇利表示,这些发光的闪光可能来自于一个遥远的射电脉冲星或磁星,它通常在旋转时亮度较低,但由于某种未知原因,在CHIME幸运地捕捉到的一个罕见三秒钟窗口中,射出了一连串明亮的爆发。

    “CHIME现在已经检测到许多具有不同特性的快速射电暴。”米奇利说,“我们已经看到一些(FRB)产生于在非常湍流的云层中,而另一些则看起来像是在干净的环境中。从这个新信号的特性来看,我们可以说,在这个源头的周围,有一团等离子体云,一定是非常紊乱的。”

    该团队的目标是检测来自这个来源的更多信号,麻省理工学院在一份新闻稿中表示,这可以用作“天体物理时钟”——甚至可能测量宇宙膨胀的速度。

    米奇利表示,这次探测提出了这样一个问题:什么会导致这种我们以前从未见过的极端信号以及我们如何利用这种信号来研究宇宙。未来的望远镜有望每月发现数千个快速射电暴,这可能会导致检测到“更多这些周期性信号”。

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