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一次性“快速电波爆发”源头定位成功,来自 36 亿光年外星系郊区

2024-11-02 208

做为宇宙中最神秘的高能天体物理现象之一,一次性快速电波爆发(FRB)通常起源不明,难以捉摸,然而现在,科学家终于抓到了其中一道讯号的家!

快速电波爆发(Fast radio burst,FRB)是宇宙中的瞬态电波脉冲,来自银河系之外,持续时间仅几毫秒,但就这一瞬间产生的能量,可与同一时期 5 亿个太阳相匹敌。过去 12 年来,我们只知道快速电波爆发非常强大,但至今除了 2 个讯号被重复检测到外,其余全如昙花一现,致使科学家摸不清它们来自宇宙何处。

至今为止,科学家已捕捉到 85 个 FRB 讯号,其中只有 FRB 121102、FRB 180814.J0422 + 73 这两个被重复检测并且可以追溯到源头,FRB 121102 讯号来自 30 亿光年外一个活跃的矮星系,很可能由内部一颗高度磁化的中子星所发出;FRB 180814.J0422 + 73 则来自 16 亿光年外的星系。

其他一次性 FRB 讯号错过就是错过了,我们只能一瞥这些宇宙闪光,却无法过问它们来自何方。直到现在,由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)天文学家 Keith Bannister 领导的团队,利用澳大利亚平方公里阵列(Australian Square Kilometre Array Pathfinder,ASKAP)电波望远镜带来突破性创举:发现新的一次性快速电波爆发讯号 FRB 180924,并且找到它的起源!

FRB 180924 讯号持续持间仅 1.3 毫秒,澳大利亚平方公里阵列收到数据后,团队着手花了 10 天处理资料,确认 FRB 180924 讯号来自 36 亿光年外的 DES J214425.25-405400.81 星系,并且爆发源距离该星系的中心约 13,000 光年,表明发出 FRB 180924 讯号的宿主物体位于安静的星系郊区,而非热闹的星系中心。

▲ 澳大利亚平方公里阵列由 36 个碟型天线组成。

找出快速电波爆发源头的技术有多精准?Keith Bannister 比喻:好比你从月球俯视地球时,可以精确指出这道爆发来自哪座城市的哪个街区,甚至连邮递区号都锁定。

为更了解 DES J214425.25-405400.81 星系特质,研究团队也通知世界各地合作机构,靠全球最大的 3 个光学望远镜:凯克望远镜、南双子望远镜、甚大望远镜(Very Large Telescope,VLT)对该星系进行成像,发现它的质量比发出 FRB 121102 讯号的矮星系还要大 1,000 倍,然而 DES J214425.25-405400.81 星系形成的新恒星不多,而矮星系虽然总质量小,但精力充沛、热衷于孕育新生恒星。

这说明快速电波爆发可能来自各种环境。目前爆发原因仍未知,但当科学家可以确定爆发的位置,就是解决谜团的一大飞跃,我们即将揭晓的不仅是快速电波爆发的家乡,还包括整个宇宙──从爆发开始到结束之间的延迟,可以告诉我们电磁波在来到地球的途中经过多少气体,反过来,这可以告诉我们星系空间中有多少过去难以探测的物质。

这就是天文学家如此兴奋的原因。新论文发表在《科学》期刊。

  • Astronomers Just Pinpointed The Origin of a Single Fast Radio Burst For The First Time
  • Mysterious Cosmic Radio Burst Detected in a Completely Unexpected Region of Space
  • How we closed in on the location of a fast radio burst in a galaxy far, far away
  • Astronomers pinpoint location of mysterious radio signal across the universe
  • In a world first, an Australian-led international team of astronomers has determined the precise location of a powerful one-off burst of cosmic radio waves.

(图片来源:澳大利亚联邦科学与工业研究组织)

延伸阅读:

  • 神秘高能宇宙现象有解,科学家终于发现第二个重复的快速电波爆发
  • 续探讨外星文明可能性,望远镜旧数据再发现数十个快速电波爆发
  • 天文史上最高分辨率观测“黑寡妇脉冲星”,或可提供快速电波爆发线索
  • 重复快速电波爆发“FRB 121102”锁定来源:拥有超强磁场的中子星
2019-07-02 12:13:00

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