神秘的信號預示著快速射電暴比我們想象的更為活躍
科學家探測到一種僅能維持數(shù)毫秒但爆發(fā)能量極大的快速電波脈沖:快速射電暴。而且至少有一些明亮的FBR源有微弱的重復,如果我們用更靈敏的望遠鏡進行跟蹤,可能會發(fā)現(xiàn)更多重復信號。FRB 171019 重復信號是顯著的,因為它們非常微弱 - 比 ASKAP 檢測到的爆發(fā)要暗約 590 倍。這是在重復的快速無線電爆發(fā)中檢測到的最大能量發(fā)射差異。
天文學家捕獲到來自深太空的一個神秘信號。這個信號僅僅出現(xiàn)幾毫秒,在無線電波譜上閃爍了一下,隨后逃之夭夭,好像整個事件也就是這些。但是,事件并非“就是這些”。
隨后的跟進觀測發(fā)現(xiàn)這個信號是重復的,但比第一次的出現(xiàn)弱600倍。重復意味著這些人類不停地探測來自宇宙的奇特電閃比我們過去的認知或許更為活躍、也更為復雜。
這些閃爍被稱作快速射電暴(FRB),是來自深太空的一種最令人困惑的現(xiàn)象之一。他們在無線電數(shù)據(jù)范圍出現(xiàn),具有超高電磁能量峰值,能量巨大、相當于數(shù)億個恒星,爆發(fā)時、僅有毫秒那么短暫!
我們還不了解引起快速射電暴的原因,甚至我們也不知道大部分的快速射電暴來自何方。在已經(jīng)探測到的150多個快速射電暴中,只有為數(shù)不多的幾個可以追蹤到其起源來自星系。
快速射電暴各不相同:不同之處可以是信號強度的不同,可以是信號極化方式的不同,可以是信號駐留時長的微小不同。然而,最為顯著的不同之一卻是信號是否可以重復、可以再次出現(xiàn)。若干個快速射電暴可以再次出現(xiàn),而大部分的快速射電暴都不可重復。
或者說,至少目前的探測還沒有發(fā)現(xiàn)大部分快速射電暴具有重復性。
“有關快速射電暴的開放性疑問有許多,其中主要問題之一就是它們是否都具有重復性。盡管目前已經(jīng)知道有100多個次快速射電暴,但截止目前只發(fā)現(xiàn)一個快速射電暴具有重復性?!卑拇罄麃喫雇究萍即髮W的天文學家普拉維爾. 庫馬爾對本網(wǎng)站這樣闡述。
為了發(fā)現(xiàn)其它的快速射電暴并尋找其重復性,庫馬爾及其同事在研究中使用了位于澳洲的澳大利亞平方千米探路者射電望遠鏡陣列(ASKAP)。
“兩年來,我們用ASKAP發(fā)現(xiàn)了20個快速射電暴,并尋找了其重復性,工作超過1.2萬個小時卻一無所獲。然而,不能發(fā)現(xiàn)重復性的快速射電暴是由于其重復性的信號太弱以至于ASKAP還不能勝任這種探測?”
研究集中在那個稱作FRB171019的特別明亮的單次暴發(fā)。雖然還沒有追蹤到它暴發(fā)的來源,但是已經(jīng)確定與其發(fā)射位置相關的天空信息。于是,庫馬爾與同事對世界上若干最有效的無線射電望遠鏡的某些觀測時間進行了評估梳理,以確定隨后的觀察研究。
雖然用ASKAP沒有觀測到任何重復的快速射電暴,但是現(xiàn)在研究人員已經(jīng)開始使用美國的格林班克射電望遠鏡以及澳洲的帕克斯天文觀測射電望遠鏡對那片天空展開觀測。
帕克斯天文觀測站的觀測也是一無所獲,但是格林班克的望遠鏡卻記錄了數(shù)據(jù):出現(xiàn)了兩次很弱的信號。
“當我在自己的電腦屏幕上看到快速射電暴信號時,我簡直就是不能相信!”庫馬爾對本網(wǎng)站描述他當時的感受,“那一瞬間令人極度興奮!”
去年八月,庫馬爾團隊完成探測工作之后,開始著手準備學術論文;而這時,加拿大氫強度測繪實驗(CHIME)探測到FRB171019發(fā)出第三次的重復信號!加拿大的CHIME與澳洲的ASKAP有所不同, 它是一種通過掃描較低頻率范圍而進行實驗觀測。
這些發(fā)現(xiàn)增加了已知快速射電暴重復的總次數(shù),并預示著許多其他被探測為單次的暴發(fā)也可能會再次暴發(fā),只是暴發(fā)超出了一直用于跟蹤它們的探測儀器之信號接收范圍。
然而,庫馬爾還認為,F(xiàn)RB171019多次暴發(fā)的信號卻是與眾不同的,因為它們極其微弱,比ASKAP第一次探測到暴發(fā)強度弱590倍。這是目前已經(jīng)探測到的重復性快速射電暴中兩次不同暴發(fā)能量差異最大的一次。
當然我們還不了解引起這一現(xiàn)象的原因。去年的一項研究發(fā)現(xiàn)了一個磁星暴發(fā)與快速射電暴類似,但兩者有一個非常大的差異:快速射電暴發(fā)出的亮度是磁星暴發(fā)的一千億倍以上。
兩種暴發(fā)差異的另一問題是磁性暴發(fā)似乎能與目前所提出的每一假說相吻合,而快速射電暴非常善于回避容易的答復。無論如何,新的重復暴發(fā)能讓我們對快速射電暴的了解更加深入。
“在這次暴發(fā)源觀測到的亮度范圍寬廣對暴發(fā)發(fā)射的不同模式提供了明顯的約束或限制?!睅祚R爾這樣解釋。
“這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)把我們推到能進一步了解重復暴發(fā)與單次爆發(fā)之間的相互關系;我們至少也展示了某些明亮的快速射電暴源具有弱重復性,如果用更靈敏的望遠鏡或許我們還可以發(fā)現(xiàn)它的更多次重復爆發(fā)。”
所以,庫馬爾及其同事接下來就會如他說述的那樣開展后續(xù)研究:使用格林班克射電望遠鏡以及位于帕克斯天文臺的新超寬帶接受器,觀測其它那些單次暴發(fā),以驗證是否可以探測到它們再次重復發(fā)出微弱暴發(fā)。
不過,現(xiàn)在我們還沒得到FRB171019研究的任何最新動態(tài)。
庫馬爾對本網(wǎng)站說,“FRB71019源重復暴發(fā)的現(xiàn)象為我們提供了用無線電干涉儀進行研究的完美機會;我們面臨的挑戰(zhàn)是暴發(fā)信號非常之弱,需要使用最靈敏的干涉儀;幸運的是今年后期我們就會有機會使用甚大天線陣(VLA)望遠鏡對這一暴發(fā)源進行跟進,請繼續(xù)關注!”
BY: someonesearching
FY: 周洪波 (hongbo_0309)
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