神秘的宇宙“心跳”探测到距离地球数十亿光年

作者:小菜 更新时间:2022-07-15 点击数:
简介:天文学家发现了一个来自遥远星系的奇怪而持久的无线电信号。

这一发现可以帮助天文学家最终确定快速射电爆发(

【菜科解读】

  天文学家发现了一个来自遥远星系的奇怪而持久的无线电信号。

这一发现可以帮助天文学家最终确定快速射电爆发(FRB)的来源。

  大多数FRB是来自数十亿光年之外的星系的无线电波的强烈爆发,在闪烁之前只持续几毫秒,是一次性事件。

这种新信号——FRB 2019 12 21 a——持续时间长达三秒,比平均FRB长1000倍,也具有迄今为止发现的最清晰的重复模式。

  “这是不寻常的,”麻省理工学院(MIT)卡维利天体物理和空间研究所的研究员丹尼尔·米歇尔在一份声明中说。

“它不仅非常长,持续约三秒钟,而且有非常精确的周期性峰值,每一秒钟发出一次——嘣,嘣,嘣——就像心跳一样。

这是第一次信号本身是周期性的。

  发现这种强烈重复的射电爆发背后的团队包括来自加拿大氢强度测绘实验(CHIME)/ FRB合作的研究人员。

展望未来,研究人员将试图捕捉来自同一来源的进一步爆发,这可能有助于更确切地揭示导致这些FRB的原因。

  此外,由于其高度可靠的周期性,他们希望FRB 20191221A可以被用作一种“天体物理时钟”。

由于这种爆发的频率会随着源远离地球而变化,这种变化可以用来测量宇宙的膨胀。

神秘的宇宙“心跳”探测到距离地球数十亿光年.jpg

  自2007年首次被发现以来,FRB一直是天文学家的一个谜,他们能够追踪这些爆发到它们的起源星系,但尚未发现精确的发射源。

  被认为对FRB发射负责的主要嫌疑人是被称为射电脉冲星和磁星的中子星类型,这一发现似乎表明这一理论是正确的。

  “宇宙中没有多少东西会发出严格的周期信号,”米奇利在声明中说。

“在我们自己的星系中,我们知道的例子有射电脉冲星和磁星,它们旋转并产生类似于灯塔的光束发射。

我们认为这个新信号可能是一颗磁星或脉冲星。

  脉冲星是快速旋转并发出强烈辐射的中子星,而磁星是具有极其强大磁场的恒星残余。

所有类型的中子星都是在大质量恒星到达其生命的尽头,耗尽核聚变的燃料,不再能够支撑自己抵抗引力坍缩时形成的。

这导致了大规模的超新星爆炸,留下了宇宙残余物,这是一种密度如此之大的中子星,以至于一茶匙的组成物质就重达8.8万亿磅(3.9万亿千克)。

  对FRB 20191221A的研究可以帮助天体物理学家更好地理解这些天体。

艺术家对到达地球的快速射电暴 (FRB) 的印象,颜色代表不同的波长.jpg

  FRB检测的未来是光明的。

  信号FRB 20191221A最早是由CHIME在2019年12月21日探测到的,当他观察传入的数据时,Michilli立即发现了它的不寻常性质。

  当麻省理工学院的研究人员和他的队友分析来自遥远星系的这种信号模式时,他们发现了与银河系中离家更近的射电脉冲星和磁星的发射相似之处。

  FRB 20191221A与我们银河系内这些物体发出的信号有一个关键区别,然而,前者比后者亮一百万倍以上。

  Michilli认为FRB 20191221A的高亮度闪光可能表明发射它们的射电脉冲星或磁星通常不太亮。

这可能意味着一些未知的机制或事件导致它在一个不寻常的三秒钟窗口内发出了一系列明亮的爆发。

  CHIME是一台干涉式射电望远镜,由四个大型抛物面反射器组成,随着我们的星球旋转,它不断扫描地球上空,幸运的是,它的位置正好捕捉到了这一罕见的爆发。

  这台仪器是由四个大型抛物面反射器组成的干涉射电望远镜,对发现FRB并不陌生。

自2018年开始运营以来,它已经发现了数百次这样的爆发。

晚上的 CHIME 射电望远镜.jpg

  “CHIME现在已经检测到许多具有不同属性的FRB,”Michilli说。

“我们已经看到一些生活在非常动荡的云中,而另一些看起来像是在干净的环境中。

根据这个新信号的特性,我们可以说,在这个源的周围,有一团等离子体,它肯定是极其动荡的。

  Michilli补充说,未来的望远镜每月可以探测到数千个FRB,并希望像FRB 20191221A这样的周期性信号可以出现在其中。

  “这次探测提出了一个问题,即什么可能导致这种我们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,”Michilli总结道。

中国“500米口径球面射电望远镜”首次探

    中国“500米口径球面射电望远镜”首次探测到“快速射电暴”FRB121102多次重复爆发  据东网:传媒周四(5日)报道引述中国科学院国家天文台消息,称其位于贵州黔南州、被誉为“中国天眼”的“500米口径球面射电望远镜”(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST),首次探测到“快速射电暴”(Fast Radio Burst,简称FRB)多次重复爆发;同时当局亦捕捉到目前全世界已知数量最多的脉冲。

  有科学家认为,这个被指是“宇宙深处的神秘射电信号”,距离地球约30亿光年;又称目前已排除飞机和卫星等干扰因素,后续交叉验证则正在展开。

报道提到,快速射电暴是近年新发现的天体现象,迄今国际科学界仍无关于快速射电暴起源的合理解释;又称直到2007年,人类才发现首个快速射电暴;截至目前,全球已发布的快速射电暴不足100个。

  报道续称,在一般情况下,快速射电暴出现一次便再无踪迹;2015年,美国阿雷西博望远镜首次探测到快速射电暴FRB121102的重复爆发;据分析称,该信号源位于一个距离地球约30亿光年的矮星系。

中科院国家天文台助理工程师张馨心表示,FAST此次使用即时探测终端探测到的,就是FRB121102。

  张续称,在上周五(8月30日)上午,FAST首次即时探测到来自FRB121102的脉冲;此后连续多日,当局每天探测到数十个来自FRB121102的脉冲,仅在3日当天就探测到20多个;目前全球探测到的快速射电暴太少,而探测样本的增多,对研究快速射电暴起源和物理机制,将起到重要推动作用。

  相关报道:1天之内20多个 中国天眼首探测到「宇宙深处神秘信号」  据ETtoday(马叔安):素有「中国天眼」之称的「500米口径球面射电望远镜」(以下称FAST),日前首次探测到快速射电暴重复爆发,捕捉到目前全世界已知数量最多的脉冲。

科学家表示,这个「宇宙深处的神秘射电信号」距离地球约30亿光年,目前已排除了飞机和卫星等干扰因素,后续交叉验证正在进行之中。

  《科技日报》微信公众号报导,快速射电暴是近年来新发现的一种天体,迄今,国际科学界没有关于快速射电暴起源的合理解释,直到2007年第一次发现,截至目前,全世界已发布的快速射电暴不到100个。

  2015年,美国阿雷西博望远镜首次探测到快速射电暴FRB121102的重复爆发,根据数据分析,这个信号源位于一个距离地球约30亿光年的矮星系中。

中科院国家天文台助理工程师张馨心说,FAST这次使用实时探测终端探测到的,正是FRB121102。

  北京时间2019年8月30日上午,FAST首次实时探测到来自FRB121102的脉冲,此后,连续多日,FAST每天探测到了数十个来自FRB121102的脉冲,仅在3日当天就探测到20多个。

  张馨心表示,目前全世界探测到的快速射电暴太少,FAST是世界上最大的单口径射电望远镜,目前使用的19波束接收机覆盖1.05 GHz-1.45 GHz频段,有很高的灵敏度,适合重复爆暴的搜寻。

  根据百度百科,FAST由中国天文学家南仁东于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日落成启用,是由中国科学院国家天文台主导建设,具有大陆自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,综合性能是着名的射电望远镜阿雷西博的十倍。

  

科学家首次探测到快速射电爆发的射电“颜色”?

  科学家们连接了世界上最大的两台射电望远镜,近距离观察被称为快速射电爆发(FRBs)的星系间现象的神秘“颜色”。

  研究人员发现,虽然这些毫秒级的闪光对人眼来说是不可见的,但它们会发出名副其实的无线电波长彩虹——这可能对导致它们的原因产生重大影响。

  “一旦我们分析了数据,并比较了不同的无线电颜色,我们感到非常惊讶。

”阿姆斯特丹大学的天体物理学家、FRB 新研究的主要作者 Inés Pastor-Marazuela在一份声明中说。

研究小组确定,FRB 很可能是一颗孤立的、缓慢旋转的磁星,这是一颗密度极高、磁力极强的中子星,它将太阳的质量塞进一个不超过城市的球体中。

  FRB 是宇宙中能量最高的爆发之一,它将比太阳在三天内产生的能量更多的能量打包成持续几毫秒的光点。

每天都有数以千计的 FRB 在宇宙中闪烁,但我们的人眼却看不到它们;正如它们的名字一样,FRB 只在无线电波长中发光,远远超出可见光谱的红色边缘。

  “我们看到了两天更蓝的射电暴,然后是三天更红的射电暴,”牧师-马拉苏埃拉说。

“我们现在排除了最初的 [二元风] 模型——肯定还有别的事情在发生。

”  这一发现对 FRB 研究有一些重大意义。

研究人员说,一方面,这个 FRB 周围的环境可能是一个“裸露的”环境——这意味着可能很少有恒星风将事物笼罩起来并阻止更红的光频率逃逸。

该团队表示,这排除了二进制系统。

  更好的解释是 FRB 20180916B 是由磁星制造的。

随着磁星缓慢旋转,其明亮的磁场每两周左右就会向地球照射,从而产生了本研究中观察到的重复 FRB。

  这种解释也符合先前的 FRB 研究。

2020 年,科学家将不同的 FRB 追溯到银河系中已知的磁星,首次提供了明确的 FRB 来源。

现在,通过揭示 FRB 20180916B 的真实颜色,天文学家可能很快就能在该列表中再添加一颗恒星。

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