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

【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。
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)。
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。
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。
”
#p#分页标题#e#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。
“吸血鬼”中子星爆炸与以近光速飞行的喷流有关
(图片来源:uux.cn/Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大学Anton Pannekoek研究所。
)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):中子星是曾经死于超新星爆炸的大质量恒星的残骸。
总的来说,中子星被认为是已知宇宙中最极端的天体之一,尤其是当这些密度极高的恒星残余与伴星(尚未“死亡”)一起存在时,情况更是如此,因为伴星距离中子星的巨大引力足以从第二颗恒星上剥离物质。
换句话说,伴星就像中子星的恒星受害者。
这些“吸血鬼中子星”很特别,因为它们像宇宙中的Bela Lugosi一样复活了。
这是因为伴星的下沉物质会在中子星表面引发热核爆炸。
其中一些被偷走的物质被引导到中子星的两极,从那里以近光速以强大的天体物理喷流的形式爆发。
然而,究竟是什么导致了这些喷流的发射,以及它们是如何与这些热核爆发联系在一起的,仍然是个谜。
然而,新的研究为这个谜题提供了线索。
科学家们揭示了一种测量这些喷流速度的方法,并将这些值与中子星和它所享用的不幸双星伴星的质量联系起来。
这可能最终有助于解决这一与喷流相关的困境,并可能提供有关从伴星上剥离物质的其他物体的信息,如超大质量黑洞。
“我们第一次能够测量中子星发射的稳定喷流的速度,”主要作者、美国国家天体物理研究所(INAF)科学家托马斯·拉塞尔告诉Space.com。
“这些喷流,就像来自吸积黑洞的喷流一样,在我们的宇宙中是极其重要的,因为它们向周围环境传递大量能量,影响恒星形成、星系生长,甚至星系如何聚集在一起。
但我们并不真正了解这些喷流是如何发射的。
”拉塞尔解释说,此前,科学家们曾认为,喷流可能是由于受害者恒星中物质螺旋进入时剥离的物质旋转而产生的。
还有一种理论认为,喷流与旋转物体本身的旋转有关。
这项新的研究可能有助于确定哪个机制是主要负责的。
拉塞尔继续说道:“我们发现热核爆炸和喷流之间的联系,现在为我们提供了一个易于接近和可重复的探测器,以解开中子星喷流的发射机制。
”。
“因为我们认为所有类型的物体都以非常相似的方式发射喷流,这将有助于我们了解喷流是如何从所有物体发射的,甚至是位于星系中心的超大质量黑洞。
”中子星是如何爆炸的?为了得出他们的结论,拉塞尔和同事们检查了两个包含食中子星的系统:X射线双星4U 1728-34和4U 1636-536。
众所周知,这两个系统都会周期性地爆发热核爆发。
中子星表面的热核爆炸对科学家来说并不是一个新现象。
多年来,人们一直在分析这些爆炸,拉塞尔指出,天文学家总共观测到至少125颗“爆炸”的中子星。
拉塞尔说:“当中子星消耗附近恒星的物质时,吸积的物质会在中子星表面堆积起来。
在某个时刻,压力变得太大,就会发生不稳定的失控热核爆炸,在几秒钟内蔓延到中子星的整个表面。
”在X射线波段可以看到与4U 1728-34和4U 1636-536相关的爆发,这意味着该团队能够使用欧洲航天局的国际伽马射线天体物理实验室(INTEGRAL)太空望远镜进行探测。
拉塞尔继续说道:“我们发现,这些爆炸会导致一些额外的物质被泵入喷流,持续数十秒。
”。
“使用射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列监测喷流,我们能够在这些额外的物质沿着喷流流下时跟踪它们,基本上为我们提供了一台宇宙速度相机来测量喷流速度。
”INTEGRAL太空望远镜的示意图,该望远镜是确定中子星喷流速度的整体。
(图片来源:uux.cn/ESA)他们希望看到的是X射线爆发后无线电发射的变化。
事实上,研究小组在每次热核爆炸的几分钟内就探测到了无线电亮度的增加。
这使研究人员得出结论,喷流的演变与热核爆炸密切相关。
拉塞尔说:“我们对喷气式飞机的反应如此清晰感到惊讶。
这些非常明亮清晰的耀斑顺着喷气式飞机流下,很容易被探测到。
”。
“我们确实预计会有一些回应,但认为会更加微妙。
”中子星喷流加速研究小组表示,这些喷气式飞机的速度是拼图中缺失的一块,这导致了喷气式飞机剧烈弹射和爆炸性进食事件之间的联系。
拉塞尔说:“速度对于了解喷气式飞机是如何发射的非常重要,这一新发现为回答这个问题打开了一个非常容易的窗口。
”。
“我们现在可以将这项实验应用于许多其他爆裂中子星,然后我们可以比较喷流速度与中子星的自旋、质量甚至磁场的相关性,所有这些都被认为是喷流发射的关键因素。
”如果该团队看到其中一种特性与喷流速度之间的相关性,它将揭示这些喷流的主要发射机制是什么——无论是中子星的旋转还是注入物质的旋转。
这是第一次测量来自中子星的这种喷流的速度,但值得注意的是,以前曾对黑洞进行过测量。
然而,拉塞尔解释说,在将中子星用作研究喷流发射机制的探测器时,中子星比黑洞具有巨大的优势。
他说:“中子星可以有非常精确测量的自旋、确定的质量,甚至可能有已知的磁场强度,所有这些在黑洞中都很难测量。
”。
“因此,目前只有通过中子星,我们才能开始将系统特性与喷流联系起来。
”总的来说,该团队现在已经在两个馈电中子星系统中看到了这一结果,但这是他们迄今为止唯一研究过的两个。
他总结道:“我们正在将我们的新技术应用于尽可能多的其他爆裂中子星,以揭示不同中子星性质的喷流速度是如何变化的。
”。
“一旦我们建立了足够的样本,我们将能够解开喷气式飞机生产的关键特性,揭示喷气式飞机是如何发射的。
”该团队的研究于周三(3月27日)发表在《自然》杂志上。
太阳死亡会有新太阳么:不会 太阳是太阳系唯一的恒星
太阳虽然八大行星等都是围绕着太阳公转和自转,但是其实太阳也是围绕着银河系的中心进行公转的,而太阳是一个热等离子体和磁场交织着的一个理想球体,同时太阳的直径也是非常的大,为1392000千米,相当于地球直径的109倍,体积也大约是地球的130万倍,太阳质量中大约四分之三都是氢,其余的几乎就是氦气了,采用核聚变的方式释放光和热。
没有太阳地球会怎样太阳死后人类大概率也是会死的,因为我们现在大部分时间都是依靠太阳的,植物是依靠太阳进行光合作用的,而动物大多是吃植物的,而我们人类更是动植物都吃,因此没有太阳就意味着没有食物,没有食物没多久就会被饿死。
况且如果没有太阳就意味着没有光和热,地球就会进入冰河时代,人类会冻死。