40億光年外，神秘的快速射電暴，終于確定了其中一次！

2019-08-11 11:44 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

在過去的十幾年中，天文學家們一直在尋找快速無線電爆發(fā)或快速射電暴(FRBs)：一種來自外太空、持續(xù)時間只有幾毫秒的無線電波閃光。

經(jīng)過十幾年的研究，仍然不知道它們的確切成因，只知道一定是某種非常強大的東西，因為它們顯然走了很長的路(數(shù)十億光年)。快速無線電爆發(fā)很難研究，因為它們是不可預測的，很難探測到。

當你發(fā)現(xiàn)一個無線電爆發(fā)時，需要一種特殊的望遠鏡來獲得正確的分辨率來計算出它來自哪個星系，大多數(shù)無線電爆發(fā)只出現(xiàn)一次，盡管其中有幾個是“中繼器”。它們會在天空中的同一位置重新出現(xiàn)(盡管沒有任何規(guī)則模式)。現(xiàn)在在發(fā)表在《科學》上的一項研究中，成功地定位了一個一次性無線電爆發(fā)的主星系——這是第一次。

此前另一個團隊確定了中繼器的主星系，但那是(相對)容易的工作：它重復，所以有機會將其他望遠鏡對準天空中的那個點，其挑戰(zhàn)要難得多。無線電爆發(fā)(FRB)是180924，確定它起源于一個名字朗朗上口的DES J214425.25-405400.81星系，距離Grus(天鶴座)大約40億光年。

是怎么做到的？

幾年來，天文學家一直在使用CSIRO最新的望遠鏡，澳大利亞平方公里陣列探路者(ASKAP)，來發(fā)現(xiàn)相當多的快速無線電爆發(fā)。但在過去幾個月里，一直在開發(fā)一款新的殺手級應用程序——“真人回放”，這首次實現(xiàn)無線電爆發(fā)的“本地化”。研究人員之一的Shivani在一個深夜工作，研究之前發(fā)現(xiàn)的無線電爆發(fā)，并監(jiān)測ASKAP正在進行的觀察。凌晨1點左右，她注意到ASKAP的軟件已經(jīng)停止工作，而且ASKAP沒有記錄任何數(shù)據(jù)，然后她重新啟動軟件，然后上床睡覺。

第二天早上，Shivani醒來，查看了她的收件箱，發(fā)現(xiàn)ASKAP給她發(fā)了一條可愛的消息：它找到了一個無線電爆發(fā)(FRB)。但它的意義不止于此：新現(xiàn)場重播成功了，最終能夠找到這個無線電爆發(fā)的家，然后是為期十天的數(shù)據(jù)處理、編碼、檢查和反復檢查。把團隊分成兩個獨立的小組，到了最后檢查的時候，把兩張照片放在一起，這兩組科學家已經(jīng)將無線電爆發(fā)定位到完全相同的區(qū)域。確定了期位置在星系的大小之內(nèi)，如果那里有一個星系，就知道了無線電爆發(fā)的家了。

甜蜜之家

該研究團隊的天文學家搜索了一組光學圖像，很快就在正確的位置發(fā)現(xiàn)了一個星系。然后通知了世界各地的合作者，當給他們一個星系看的時候，他們一直在等待觸發(fā)望遠鏡。使用了世界上最大的三架光學望遠鏡（凱克望遠鏡、南雙子座望遠鏡和歐洲南方天文臺的超大望遠鏡）對這個星系進行了詳細的成像，并獲取了光譜(光譜能告訴我們它的距離)。當數(shù)據(jù)出來時，一切都令人驚訝，唯一需要與之進行比較的另一個“家”星系是中繼器。

無線電爆發(fā)的星系比銀河系大1000倍，包含著更古老的恒星。更重要的是，這個無線電爆發(fā)并不像一些天文學家所預期的那樣來自星系中心，而是來自它的外圍。至少，這意味著這個無線電爆發(fā)并不是由星系中心的巨大黑洞產(chǎn)生(這是已經(jīng)提出的許多想法之一)，即使只有兩個樣本，也可以說無線電爆發(fā)擁有不同的母星系。

一個宇宙金礦

更重要的是，現(xiàn)在可以精確地指出無線電爆發(fā)的來源，可以把它們作為工具。無線電爆發(fā)在穿越空間時與物質(zhì)相互作用，并被所有這些相遇所改變?？梢浴敖庾x”這些變化，將它們與無線電爆發(fā)的來源結(jié)合起來，計算出它們遇到了多少物質(zhì)。這將揭開天文學家多年來一直為之煩惱的所謂“失蹤物質(zhì)”。