詭秘外星信號(hào)每16天重復(fù)爆發(fā)?一起走進(jìn)快速射電暴
我們稱(chēng)之為快速射電暴(FRB)的神秘深空信號(hào),它的一大典型特征就是——無(wú)法預(yù)測(cè)。它們向外噴射穿過(guò)宇宙,毫無(wú)規(guī)律,不知緣由,也沒(méi)有什么明顯模式,這讓它們研究起來(lái)非常困難。
如今,天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了一種周期性出現(xiàn)的快速射電暴。
每16.35天,這種名為FRB 180916.J0158+65的信號(hào)就以相同模式重復(fù)出現(xiàn)一次。起初四天,它每小時(shí)都會(huì)爆發(fā)一次或兩次,接著它會(huì)沉寂12天,直至再次出現(xiàn),重復(fù)上述過(guò)程。
加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)(CHIME)團(tuán)隊(duì)的天文學(xué)家觀察這一周期總共用時(shí)409天。我們?nèi)晕粗肋@意味著什么,但這是構(gòu)成快速射電暴這一復(fù)雜謎團(tuán)的又一個(gè)因素。研究已上傳到arXiv預(yù)印本服務(wù)器,等待天文學(xué)領(lǐng)域其他專(zhuān)家進(jìn)行審察。
人們很容易就能迷上快速射電暴這一神奇的宇宙謎題,不過(guò),目前還沒(méi)人能對(duì)其進(jìn)行全面解釋。
概括一下,快速射電暴就是射電頻譜中高能輻射的耀發(fā),最多只能持續(xù)數(shù)毫秒。在這短短數(shù)毫秒內(nèi),它們釋放的能量等同于數(shù)億個(gè)太陽(yáng)同時(shí)釋放的能量。
大多快速射電暴都如電光石火,它們一閃而過(guò)后,我們就沒(méi)能再探測(cè)到它們。因此,要探求這些射電暴的源星系,就變得非常困難。一些快速射電暴會(huì)噴出重復(fù)性射電耀發(fā),但其規(guī)律極其難以捉摸。這些快速射電暴比較容易就能找到它們的源星系,但截至目前,這種發(fā)現(xiàn)并不能讓我們向著答案邁出一大步。
去年,CHIME團(tuán)隊(duì)宣布探測(cè)到的重復(fù)快速射電暴達(dá)八種,讓150余個(gè)快速射電暴源中的重復(fù)暴總數(shù)增至10種(另一篇論文近期將總數(shù)增至11種)。
FRB 180916.J0158+65是這八種重復(fù)暴中的一個(gè),但除了重復(fù)爆發(fā),目前它并沒(méi)有顯示出其他特別之處。然而,隨著CHIME望遠(yuǎn)鏡持續(xù)凝視天空,一種模式浮現(xiàn)了出來(lái)。
這令人興奮,因?yàn)樗峁┑男滦畔⒖梢杂脕?lái)對(duì)FRB 180916.J0158+65暴源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并建立理論模型。
研究人員在論文中寫(xiě)道:“發(fā)現(xiàn)一種暴源重復(fù)噴發(fā)快速射電暴的周期為16.23天,是找到暴源本質(zhì)的重要線索”。
其他具有周期性的暴源一般是雙星系統(tǒng)——恒星雙星或黑洞雙星。16.35天可能是軌道周期,暴源只有位于軌道某處時(shí)才會(huì)與地球互視。
找到源星系的快速射電暴為數(shù)不多,F(xiàn)RB 180916.J0158+65就是其中一個(gè)。它位于5億光年外的旋渦星系邊緣,那里有恒星正在形成。這意味著那里不可能有超大質(zhì)量黑洞,但可能存在一個(gè)恒星質(zhì)量級(jí)黑洞。
研究人員寫(xiě)道:“軌道周期上這種唯一約束仍允許已知恒星級(jí)致密雙星中的伴星有多種數(shù)量級(jí)范圍:從所謂的‘黑寡婦’雙星系統(tǒng)(由低質(zhì)量恒星和高能毫秒脈沖星組成。盡管后者軌道周期通常為數(shù)小時(shí),其星風(fēng)仍會(huì)拆解伴星)到伴星脈沖星軌道偏心率很大的超大質(zhì)量O/B型恒星?!?/p>
定期遮擋快速射電暴輻射的,要么是伴星的星風(fēng),要么是黑洞的潮汐撕裂作用。
還有一種可能就是,快速射電暴源像磁星或X射線脈沖星一樣,是一種單一物體,不過(guò),研究人員發(fā)現(xiàn)這種解釋要和數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配有些困難。這是因?yàn)椋@些天體會(huì)周期性自轉(zhuǎn),且自轉(zhuǎn)同時(shí)在左右擺動(dòng),但沒(méi)有一個(gè)擺動(dòng)得如此緩慢。
射電脈沖星的周期性間隔的確能達(dá)數(shù)天,但它們釋放的能量數(shù)量級(jí)要比快速射電暴源衰弱。因此,這仍是一個(gè)謎。
不過(guò),還記得我們?cè)缧┨徇^(guò)的第11個(gè)重復(fù)暴嗎?據(jù)發(fā)現(xiàn),這一重復(fù)暴來(lái)源于天文學(xué)家本認(rèn)為只會(huì)噴射一次的暴源。對(duì)起初用來(lái)探測(cè)重復(fù)暴的儀器來(lái)說(shuō),它的周期性征過(guò)于微弱。
這就意味著,可能還有更多快速射電暴在重復(fù)爆發(fā),但它們?cè)谖覀兊奶綔y(cè)范圍之外。FRB 180916.J0158+65看起來(lái)類(lèi)似于其他快速射電暴可能意味著其他重復(fù)暴也具有周期,只是我們還沒(méi)有探測(cè)到。
因此,下一步當(dāng)然是花點(diǎn)時(shí)間繼續(xù)觀測(cè)FRB 180916.J0158+65。不過(guò),看看是否能在其他快速射電暴中找到重復(fù)周期,也頗為有趣。
“未來(lái)在強(qiáng)度、偏振特性和多波段上的觀測(cè)將區(qū)分多種理論模型,它們將得到大力支持”,研究人員寫(xiě)道,“對(duì)其他重復(fù)暴周期的探測(cè)也一樣?!?/p>
BY: MICHELLE STARR
FY: Astromancer
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