十多年前,两位天文学家发现了神秘的无线电波爆发,这些电波似乎遍布天空,常常比星系中的所有恒星都要亮。从那时起,对这些快速射电暴(frb)的研究开始起飞,尽管我们仍然不知道它们到底是什么,也不知道它们的成因,但科学家们现在正接近一些答案。天文学家邓肯·洛里默(Duncan Lorimer)和大卫·纳克维奇(David Narkevic)首次发现了快速射电暴。在使用澳大利亚帕克斯天文台的时候,这两个人惊讶地看到了来自太空难以置信的明亮无线电波闪光。
这个奇怪的事件被称为洛里默爆炸。从那时起,大约100个快速射电暴相继被发现,现在已经能够精确定位一些星系到其他星系的位置(没有一个星系似乎发生在银河系内部)还能看到一些正在发生的实时事件,甚至能看到重复发生的快速射电暴。尽管有大量的观察和数据,但仍然无法解释它们到底是什么。荷兰阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)的杰森·海瑟尔斯(Jason Hessels)博士说:在天体物理学中,真正不理解的新现象并不常见,我们有机会学到一些真正的新东西。
射电望远镜
埃塞尔斯博士协调了一个名为DRAGNET的项目,该项目从持续到,旨在观察和研究更多快速射电暴。它使用世界各地的射电望远镜(包括荷兰的低频阵列(LOFAR)望远镜)来寻找奇异的恒星和快速射电暴。然而,在提出该项目时,甚至不确定快速射电暴是否真实存在。然而到了该项目取得了重大突破,它发现另一个星系中已知的快速射电暴(被称为FRB 121102)正在重复。
这一发现使得天文学家们能够计算出快速射电暴是从哪里来的:一个距离地球30亿光年的微弱矮星系。已经发现了第二次重复爆发,但在第一次爆发之前,所有的快速射电暴都是单个事件。这是一个巨大的信息宝库,已经探测到数百次爆炸。每一次闪光只持续一毫秒左右,但能释放出超过5亿倍太阳的能量。因此,FRB 121102在星系的背景下很明显,尤其是像这样一个微弱的星系。
即使在如此遥远的距离,而且在地球上多细胞生命开始之前就已经产生了,快速射电暴强度也足以让我们今天测量。当快速射电暴第一次被发现时,人们认为它们可能是由灾难性的事件引起的,比如中子星(坍缩巨星的残余核心)或者黑洞合并在一起。然而,一些快速射电暴重复出现的事实表明,情况可能并非如此,尽管快速射电暴可能有多种类型。
恒星星震
到目前为止,最好的解释是它们是由磁星引起,磁星是一种中子星,具有非常强的磁场。人们认为这些恒星有足够的能量来产生与快速射电暴相关的明亮闪光,当磁场撕裂恒星外壳时经历“恒星星震”,释放出大量的能量(尽管新结果表明,一些快速射电暴可能存在未知的替代来源)。释放出来的能量可能会撞击到磁星周围的所有物质,造成冲击,加速产生我们所观察到的无线电波和无线电波爆发的粒子。
为了更好地回答这个问题,正在进行的MeerTRAP项目正在尝试寻找更多快速射电暴,这可能会让我们更接近答案。该项目使用南非猫鼬射电望远镜阵列来寻找天空中的无线电波脉冲。在阵列的标准天文观测过程中,MeerTRAP团队背负式地携带着探测器,以每秒10g的速度获取数据,寻找快速射电暴。项目协调员英国曼彻斯特大学本杰明·斯塔普博士是MeerTRAP说:我们只是从它们选择指向的地方获取数据。
望远镜指向哪里并不重要,因为它们在天空中应该是一致的。该项目还没有开始寻找快速射电暴,但计划在7月开始。MeerTRAP小组希望每周能找到2到5个快速射电暴,并且有可能同时找到只出现过一次的快速射电暴和重复出现的快速射电暴,因为望远镜会定期返回到天空的同一区域。
快速射电暴起源
所有这些数据应该有助于更好地计算出快速射电暴的起源。斯塔普博士说:弄清它们的成因的一个方法是,了解它们在星系中发生的位置,以及它们发生在什么类型的星系中。天文学家还想算出快速射电暴有多少种类型。到目前为止,知道有些重复,有些不重复,但是有多少重复仍然未知。这两种类型可能以不同的方式形成,所以找到更多的这两种类型可以帮助我们更好地回答这个问题。还有一种可能性是,快速射电暴也会穿过位于视线之外其他星系的外层区域。
所以可以像使用手电筒一样使用它们,看看光穿过其他星系时会发生什么,可以了解到一些关于那些介入星系的性质。MeerTRAP项目还将寻找快速旋转的中子星,即脉冲星,以更好地测试引力理论。如果发现一颗脉冲星绕着另一颗恒星旋转,甚至是一个黑洞,那么脉冲星旋转的变化可以告诉我们,在物理学的极端领域,引力是如何工作的。然而,目前占据头条的是快速射电暴,随着越来越多的发现,科学家希望能很快找到关于它们神秘的答案。博科园|研究/来自:Horizon: The EU Research & Innovation Magazine/Jonathan O"callaghan
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