神秘無線電脈衝與遙遠星系相關

確定“快速射電暴”的來源使科學家們離解開宇宙謎團更近一步

天文學家正在使用美國國家射電天文臺甚大陣望遠鏡來更多地瞭解神秘的快速射電暴。

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天文學家已經確定了一個神秘天體的方位,該天體會噴射出短暫但強烈的無線電波。令人驚訝的是,這些間歇性訊號的來源並非位於明亮的星系中,而是在一個小型昏暗的星系中,距離地球約25億光年。

這一發現開始揭開快速射電暴神秘面紗的一角,自天文學家在2007年首次描述這些訊號以來,快速射電暴一直困擾著他們。1 這項探測真正打開了科學和發現新領域的大門,”新墨西哥州索科羅國家射電天文臺和西弗吉尼亞州摩根敦西弗吉尼亞大學的天文學家莎拉·伯克-斯波拉爾說。她在美國天文學會於德克薩斯州格雷普韋恩舉行的會議上發表了講話。

快速射電暴似乎來自銀河系之外,並且看似隨機地出現在天空中。儘管它們只持續幾毫秒,但無線電爆發可以釋放出相當於5億個太陽的能量。


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這些射電暴最初是由澳大利亞新南威爾士州的帕克斯射電望遠鏡發現的,到目前為止發現的數量還不到20個。大多數是在廣域搜尋中發現的,無法精確定位它們的來源——這使得天文學家更難篩選出可能解釋其成因的原因。

渺小的主星系

最新的研究成果於1月4日發表在《自然》雜誌上2,是對被稱為FRB 121102的快速射電暴的宿主星系迄今為止最清晰的觀察。這種間歇性訊號位於御夫座,於2012年11月2日首次被探測到。從那時起,它已經爆發了幾次,使其成為已知唯一重複的快速射電暴3

一個由紐約州伊薩卡康奈爾大學的天文學家沙米·查特吉領導的團隊,首先使用了波多黎各的305米口徑阿雷西博射電望遠鏡。它的靈敏度使科學家能夠探測到來自FRB 121102的多次爆發。然後,該團隊使用了兩組射電望遠鏡——新墨西哥州的卡爾·G·揚斯基甚大陣和歐洲的歐洲VLBI網路——以進一步縮小FRB 121102的位置4

這些射電暴起源於一個矮星系,該星系在無線電和可見光波長上都發出微弱的輻射。在夏威夷莫納克亞山上的雙子座北望遠鏡進行的後續觀測表明,它的大小不到銀河系的十分之一,質量不到銀河系的千分之一5

“宿主星系非常渺小,”團隊成員,加拿大蒙特利爾麥吉爾大學的天文學傢什裡哈什·滕杜爾卡說。“這很奇怪。”與許多星系相比,矮星系的恆星更少,似乎不太可能成為產生快速射電暴的物體的宿主。這其中包括中子星,中子星是快速射電暴來源的主要候選者之一。

但查特吉說,要確定造成這些神秘射電暴的物理機制,還需要做更多的工作。目前,FRB 121102只是一個例子。

這種需求可能會在今年晚些時候得到滿足,屆時加拿大不列顛哥倫比亞省一臺專門用於搜尋快速射電暴的新型射電望遠鏡將投入使用。

本文經許可轉載,並於2016年1月4日首次發表。

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