天文学家对Messier?81中的重复FRB进行了高精度测量?这是距离最近的一次

作者:小菜 更新时间:2022-07-15 点击数:
简介:自从十五年前发现第一个事件以来,仪器和专用阵列的改进导致了更多的检测!在另一个里程碑中,一个国际天文学

【菜科解读】

  快速射电暴(FRB)是当今天文学家面临的最大谜团之一。

这些高能事件于 2007 年首次发现(著名的“洛里默爆发”),由巨大的无线电波爆发组成,通常仅持续几毫秒。

虽然迄今为止观察到的大多数事件都是一次性事件,但天文学家已经发现了一些在自然界中重复的快速射电暴。

这些爆发的原因仍然未知,理论范围从旋转的中子星和磁星到外星人!

  自从十五年前发现第一个事件以来,仪器和专用阵列的改进导致了更多的检测!在另一个里程碑中,一个国际天文学家团队最近对位于螺旋星系 Messier 81 (M81) 中的重复 FRB 进行了高精度测量,这是迄今为止观测到的最近的 FRB。

该团队的发现帮助解决了有关这一神秘现象的一些问题,同时提出了其他问题。

来自令人惊讶的来源的极快无线电信号。</p><p>靠近旋涡星系 Messier 81 (M81) 的古老恒星团(左)是异常明亮和短暂的无线电信号的来源。</p><p>该图像以蓝白色显示了一个闪光灯的亮度如何在仅几十微秒的过程中发生变化的图表.png

  国际团队由来自荷兰射电天文学研究所(ASTRON)、安东潘内库克天文学研究所、马克斯普朗克射电天文学研究所、昂萨拉空间天文台、周界理论物理研究所、文茨皮尔斯国际广播电台的研究人员组成天文学中心(VIRAC),以及荷兰、德国、瑞典、加拿大、中国、印度、意大利、英国和美国的多所大学和研究机构。

  正如他们在论文中所描述的那样,该团队着手对 2020 年 1 月在大熊座(又名北斗七星)中发现的重复 FRB 进行高精度测量。

为了研究具有最高分辨率和灵敏度的源,该团队结合了欧洲 VLBI 网络(EVN) 中多个仪器的测量结果,该网络主要位于欧洲和亚洲,专门研究超长基线干涉测量(VLBI)。

一颗磁星闪闪发光,隐藏在螺旋星系 Messier 81 (M 81) 外围的古老恒星(红色)中.png

  这些得到了其他强大射电望远镜的测量结果的补充,比如新墨西哥州的Karl G. Jansky 甚大阵列(VLA)。

当他们分析测量结果时,他们意识到重复的 FRB 来自附近的螺旋星系 Messier 81 (M 81)。

这个星系距离地球约 1200 万光年,是迄今为止探测到的最近的 FRB。

正如 Kirsten 在最近的 Chalmers 新闻稿中解释的那样:

  “我们想寻找爆发起源的线索。

将许多射电望远镜一起使用,我们知道我们可以极其精确地确定源头在天空中的位置。

这让我们有机会看到快速射电暴的当地社区是什么样子的。

  更重要的是,该团队将 FRB 追踪到了银河系的外围,并意识到它必须来自一个由非常古老的恒星组成的密集星团(球状星团)。

这是一个相当出乎意料的发现,因为许多快速射电暴被年轻、大质量、短寿命的恒星包围,质量是太阳的许多倍。

这些恒星以极其致密和高度磁化的白矮星(称为磁星)结束它们的生命。

  “从一个球状星团中发现快速射电暴是令人惊奇的,”Kirsten 补充道。

“这是太空中的一个地方,你只能找到古老的星星。

在宇宙更远的地方,在恒星更年轻的地方发现了快速射电暴。

这一定是别的东西。

” 如前所述,天文学家开始相信快速射电暴是年轻恒星经历引力坍缩成为磁星的结果。

近年来,大量研究表明了这一点。

蟹状星云的新合成图像包含来自钱德拉的 X 射线(蓝色和白色)、来自哈勃的光学数据(紫色)和来自斯皮策的红外数据(粉红色).png

  然而,这些最新发现表明,它们可能与当白矮星的质量大到足以在其自身重量下坍塌时形成的磁星有关——这已经被预测到但从未见过。

团队成员、阿姆斯特丹大学和 ASTRON 教授 Jason Hessels 解释说:

  “我们希望磁星是闪亮的和新的,绝对不会被旧恒星包围。

因此,如果我们在这里看到的真的是一颗磁星,那么它不可能是由一颗年轻的恒星爆炸形成的。

必须有另一种方式。

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  在球状星团中,许多恒星以双星系统的形式存在,其中一些靠近一颗恒星以从另一颗恒星收集物质。

这通常发生在一颗恒星不再处于其主序带并膨胀成为红巨星时。

伴星将开始从红矮星的外层吸走物质,最终导致一种被称为“吸积诱导坍缩”的情况。

  “如果其中一颗白矮星能从它的伴星身上捕捉到足够多的额外质量,它就会变成一颗密度更大的恒星,被称为中子星,”团队成员Mohit Bhardwaj说,他是麦吉尔大学的博士候选人,也是加拿大氢强度绘图实验(CHIME)的成员。

“这是一种罕见的情况,但在一群古老的恒星中,这是制造快速射电暴的最简单方法。

  在放大测量结果以寻找更多线索后,天文学家发现了令他们感到惊讶的另一件事。

他们观察到的一些闪光持续时间比预期的要短,持续纳秒(十亿分之一秒)而不是毫秒(千分之一)。

这类似于从蟹状星云中的脉冲星观察到的情况,蟹状星云是公元 1054 年从地球上看到的超新星爆炸的微小而致密的残余物。

尼莫说:

  “在短短几十纳秒内,闪光灯的亮度就会闪烁。

这告诉我们,它们一定来自一个很小的空间,比足球场还小,而且可能只有几十米宽。

我们测量的一些信号很短而且非常强大,就像来自螃蟹脉冲星的一些信号一样。

这表明我们确实看到了磁星,但在一个以前从未发现过磁星的地方。

  在不久的将来,对这个系统和其他类似系统的观测将帮助天文学家判断源是不寻常的磁星、不寻常的脉冲星、黑洞、近距离轨道上的致密恒星,还是完全其他的东西。

无论如何,很明显,更多快速射电暴的检测正在导致对快速射电暴和恒星生命周期的新的和意想不到的见解。

世界最神秘十大未解之谜:生命的基石可以在年轻恒星周围迅速形成

据美国太空网(Robert Lea):长期以来,科学家们一直在质疑,生命所需的复杂分子是如何在太阳年轻时的动荡和暴力环境中形成的。

理论上,一种名为球粒陨石的陨石家族为地球提供了适合生命的物质。

但问题是,首先是如何将含有碳、氮和氧等元素的复杂有机分子密封在这些陨石中的?新的研究表明,这些大分子(生命的基本组成部分)形成的热点可能是婴儿恒星周围旋转物质盘中的所谓尘埃陷阱。

在这里,来自中心年轻恒星的强烈星光可以在短短几十年内照射积累的冰和尘埃,形成含碳大分子,这是相对快速的。

这意味着当较大的星子形成行星时,大分子可能已经存在,或者它们可能以小鹅卵石的形式密封在小行星中。

这些小行星可能会在太空中反复碰撞而破裂,形成更小的天体。

其中一些可能以陨石的形式到达地球。

含有复杂分子的冰粒子的图示(图片uux.cn/ESO/L.Cal ada)伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的团队成员Paola Pinilla告诉Space.com:在行星可能需要容纳生命的大分子物质的形成中,发现集尘器的新的关键作用是令人难以置信的。

集尘器是尘粒生长为鹅卵石和星子的有利区域,而鹅卵石和星子子是行星的组成部分。

Pinilla解释说,在这些区域,非常小的粒子可以通过持续的破坏性碰撞不断地被重建和补充。

这些微小的微米级颗粒可以很容易地被提升到围绕婴儿恒星的扁平恒星形成物质云的上层,称为原行星盘。

Pinilla说,一旦到达这里,这些粒子就可以从它们的婴儿恒星接收适量的辐射,从而有效地将这些微小的冰粒子转化为复杂的大分子物质。

在实验室里复制太阳系的早期像太阳这样的恒星是在巨大的星际气体和尘埃云中形成过度密集斑块时诞生的。

首先成为原恒星,婴儿恒星体从其诞生云的剩余部分收集物质,堆积在其核心中引发氢与氦核聚变所需的质量上。

这是定义恒星主序星寿命的过程,对于围绕太阳质量的恒星来说,这一寿命将持续约100亿年。

这颗年轻的恒星被一个原行星盘包围着,原行星盘是在它的创造和提升到主序星过程中没有被消耗的物质。

顾名思义,植物是从这种物质和圆盘内形成的,但它也解释了彗星和小行星的起源。

我们的太阳系大约在45亿年前经历了这个创造过程。

之前在地球实验室进行的研究表明,当这些原行星盘受到星光照射时,它们内部可以形成数百个原子的复杂分子。

这些分子主要由碳构成,类似于黑烟或石墨烯。

围绕婴儿恒星PDS 70的原行星盘至少有两颗正在形成的行星。

(图片uux.cn/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty等人)尘埃阱是原行星盘中的高压位置,分子的运动在这里减慢,尘埃和冰粒可以积聚。

这些区域的较慢速度可以使颗粒生长,并在很大程度上避免导致碎片化的碰撞。

这意味着它们可能对行星的形成至关重要。

该团队想知道星光给这些区域带来的辐射是否会导致复杂的大分子形成,并使用计算机建模来测试这一想法。

该模型基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)收集的观测数据,该阵列由智利北部的66台射电望远镜组成。

莱顿大学的团队成员Nienke van der Marel说:我们的研究是天体化学、ALMA观测、实验室工作、尘埃演化和太阳系陨石研究的独特结合。

我们现在可以使用基于观测的模型来解释大分子是如何形成的,这真的非常酷。

该模型向团队透露,在除尘器中创建大分子是一个可行的想法。

伯尔尼大学的团队负责人Niels Ligterink说:当然,我们原本希望得到这样的结果,但令人惊讶的是,结果如此明显。

我希望同事们能更多地关注重辐射对复杂化学过程的影响。

大多数研究人员专注于几十个原子大小的相对较小的有机分子,而球粒陨石大多含有大分子。

在不久的将来,我们期待着使用阿塔卡马大型毫米阵列(ALMA)等强大的望远镜进行更多的实验室实验和观测来测试这些模型,Pinilla总结道。

该团队的研究于周二(7月30日)发表在《自然天文学》杂志上。

令科学家困惑的宇宙未解之谜:太阳?属于一颗炽烈的恒星太阳系老大

地球在宇宙中虽然比较渺小,但是确是独一无二的生命星球。

万物生长需要都需要阳光,所以大家看到天上的太阳就是我们生命老大,主宰着世间所有的一切。

那么太阳是什么星呢?其实是一颗炽烈的恒星,下面小编就来揭开这颗行星的神秘之处。

太阳是属于恒星天上的太阳高高照,世间万物生长需要阳光,没有它则是一片黑暗。

在宇宙中太阳是太阳系中心的一颗恒星,我们地球就是围绕着太阳进行公转。

太阳的质量主要由四分之三的氢、以及少量重元素组成的。

太阳温度是非常高的,其表面温度为5770度,而中心温度为1500万度,还具有4000亿个大气压,若是在表面冒一个泡就相当于一百亿枚核弹爆炸威力,大家看起来是不是觉得特别恐怖,所以是一个威力巨大的火球。

太阳70亿年后消失就科学家研究得知,太阳目前寿命是在45.7亿岁,大约还过70一年后就是消失。

于是许多人就担心地球将来会怎么办呢?会不会也随着太阳走向灭亡呢?其实大家也不用过于担心,或许那个时候人类已经达到了主宰宇宙空间了,能够有效避免地球受到伤害。

太阳有生命吗在近期关于太阳是否有生命存在不少争论,例如美国航天局拍到了有飞船在太阳附近活动。

许多人猜想是不是有更高级的生命存在了,不过截止目前人类还没有发现太阳有生命迹象,只能说在以后科学逐步发达,去发现这些未知的事物。

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