距地5亿光年,重复无线电信号被五次接收,天文学家已追踪到来源

2019年1月,英国BBC报道了一则耸人听闻的消息,其大意为:位于加拿大奥卡诺根山谷的CHIME(氢强度测绘实验)射电望远镜,接收到来自遥远星系的重复无线电信号,具体成因和来源尚待进一步研究

距地5亿光年,重复无线电信号被五次接收,天文学家已追踪到来源

图源:BBC NEWS

其后全球多家主流媒体纷纷转载或做跟进报道,有国内媒体还特意跑去问作家刘慈欣:这些神秘重复无线电波该不该回应?由此,爱好天文的小伙伴们讨论也是非常热烈。

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然而一年后,据《自然》杂志近日消息:一组新的重复无线电信号被第五次接收,天文学家们已追踪到其相对准确位置。这个重复信号来源于一个螺旋星系,距地球5亿光年,从宽度仅7光年的恒星群区域发出。

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“这是重复Fast Radio Burst(简写 FRB)信号,但该爆发源位置与此前定位的完全不一样,该FRB信号与此前研究过的也完全不同。”荷兰阿姆斯特丹大学天文学家Kenzie Nimmo说。

FRB,中文名称“快速射电暴”,也叫快速无线电脉冲串,是指遥远宇宙中突然出现的短暂而猛烈的无线电波暴发。FRB持续的时间极端,通常只有几毫秒,但其释放的能量却大的惊人,一般都在恒星单位量级,高的甚至超过5亿颗太阳(能量完全释放)。

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图源:腾讯太空

迄今为止,检测到的FRB信号绝大多数都只出现过一次,因而无法预测并提前准备,这使得追溯信号来源变得极为困难。从十来年前首次发现至今,有关FRB的更多细节揭开成了困扰天文学家的一大难题。

近年来,人们把研究矛头对准重复FRB信号,并设法追踪其位置来源。当前被追踪到位置的无线电波信号,编号为FRB 180916.J0158+65(简称FRB180916)。第一个被定位的信号是FRB121102,连同FRB150807,目前总共只有三个重复FRB被准确定位。

不得不说,FRB180916能被定位纯属幸运。一国际天文学团队,借助八台欧洲甚长基线干涉测量(VLBI)望远镜,朝FRB180916第一次信号方向进行持续观测。后续,在5个小时时间内又探测到4次暴发,从而使得爆发源位置得以确定。这是一个编号为SDSSJ015800.28+654253.0的常规螺旋星系,在银河系之外。

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图源:Science Alert

第一个被定位的FRB信号FRB121102,来自于30亿光年之外一颗金属成分贫乏的小星系,但其信号还发生了法拉第效应扭曲,这种效应是电磁波经由磁场作用产生。这表明FRB121102是在极端环境下生成的,比如像银河系中心超大质量黑洞周围区域。

FRB180916不同于FRB121102,它没有发生法拉第效应。这表明FRB180916所处位置几乎没有磁场,信号(地球接收到的这一束)途径区域,离银河系及其他大型星系中央区域都很远,包括其所在星系。

距地5亿光年,重复无线电信号被五次接收,天文学家已追踪到来源

“我们在第一个重复FRB中目睹到的多次闪光,是由一颗小星系在极端条件产生的。”VLBI ERIC联合研究所天文学家Benito Marcote说:“这一发现揭开了(FRB)谜团的一部分,但它同时也提出了更多亟待解决的新问题,例如重复和非重复FRB之间是否存在根本区别?现在,我们已经定位了第二个重复FRB,这对之前大家关于这些爆发源的猜想提出了挑战。”

迄今,人们对FRB暴发提出的解释为:是由中子星,黑洞,带有伴星的脉冲星,脉冲星内爆,一种称之为“Blitzar”恒星塌缩,及伽马射线暴(理论认为是中子星碰撞)等产生。但FRB如此巨大的能量暴发,还能在不同时间重复发生,这给尚未得到确认的FRB成因立了一个反面证据

距地5亿光年,重复无线电信号被五次接收,天文学家已追踪到来源

图文不关联,图源:Pixabay

“重复FRB信号特性,让以脉冲星作为信号来源变得越来越有利。”德国马克斯·普朗克射电天文学研究所Ramesh·Karuppusamy说:“我们正计划布置更多新的高级望远镜,这些问题最终都将迎刃而解。”


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