5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?

5亿光年外传来重复快速射电暴这意味着什么?小天最近传闻,有天文学家初次观测到了具有安稳周期的快速射电暴(FRB),这也是仅有已知的此类快速射电暴,以16天为周期循环呈现,对该快速射电暴的发现和解说一旦承认,或将会带来革命性影响。听起来这么凶猛,天然要来解读一番,听听国家天文台陈学雷研讨员怎么说~Q:什么是快速

5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?
小天最近传闻,有天文学家初次观测到了具有安稳周期的快速射电暴(FRB),这也是仅有已知的此类快速射电暴,以16天为周期循环呈现,对该快速射电暴的发现和解说一旦承认,或将会带来革命性影响。听起来这么凶猛,天然要来解读一番,听听国家天文台陈学雷研讨员怎么说~  Q:什么是快速射电暴?最早是什么时分发现的?  陈学雷:快速射电暴(英文简称FRB)是一种在天空中忽然呈现的射电迸发,短时刻内能够抵达适当高的亮度,但一般继续时刻只要毫秒量级。  这种现象开端是美国天文学家洛里默(Lorimer)在剖析澳大利亚帕克斯(Parkes)望远镜于2001年进行观测记载的数据时发现的。洛里默在2007年宣布了这一成果,但由于其时只要一个孤例,因而人们关于其真实性还持怀疑态度。2012年到2013年前后,人们又发现了多起相似事情,特别是索顿(Thorton)等人在2013年的论文中发布了4例FRB后,人们知道到这应该是种常见现象,所以开端活跃搜索FRB,现在现已发现了许多。  图1:由Duncan Lorimer发现的第一个快速射电暴FRB 010724 (Lorimer et al. 2007, Science, 318, 777L)  Q:这次发现的快速射电暴有哪些特色?  陈学雷:此前人们观测到的大部分快速射电暴是不重复的,少量尽管重复迸发,但迸发的时刻是随机的,看不出显着的规律性。这次的FRB是最早于2018年发现的,经过从2018年9月16日到2019年10月31日的继续观测,加拿大CHIME FRB团队发现其迸发中存在明显的周期性,周期为16.35天。也就是说,每隔16.35天,就会有一段迸发比较频频发作的时刻。  图2:CHIME望远镜  Q:它的源头是坐落约5亿光年外的一个漩涡星系中,科学家是怎么判别它的方位的?  陈学雷:关于快速射电暴,现在在初次发现的时分人们往往并不能准确认位,这是由于发现射电暴的望远镜往往寻求大视场,适当于广角镜头,角分辨率一般不是很高,仅仅大略知道其方位。这时也能够从单次观测数据中大略估量其间隔,由于电波在穿过宇宙空间中的等离子体时会发作色散现象,也就是说频率高的信号会比频率低的信号早一点抵达,传达的间隔越远,穿过的等离子体越多,色散就会越激烈。因而依据不同频率信号抵达的时刻差,就能够估量出色散量,然后估量其间隔,可是这种估量往往有较大差错,由于等离子体的散布并不是彻底均匀的,有的当地多一些,有的当地少一些。图3:不同频率电磁波受色散影响,抵达探测器的时刻不同 图片来自:https://phys.org/news/2018-04-fast-radio.html  关于重复射电暴,人们已然知道其频频发作,就能够调用角分辨率更高的望远镜进行监督,然后更准确地测定其方位。像这一个,人们对它的角丈量精度就足够高,然后能看出它在某个旋涡星系中。  Q:现在以为快速射电暴的发作与什么有关?为什么?  陈学雷:现在人们还不能彻底确认快速射电暴的发作机制,学者们现已提出了几十种不同的理论模型。不过,大部分理论模型与细密天体特别是中子星有关。这是由于,快速射电暴继续时刻十分短,亮度又十分高,这要求有一种能在很短时刻、很小的空间标准上开释很多能量的机制,并且咱们往往看到射电辐射而没有看到其它波段的辐射,阐明这种辐射不是一般的高温辐射,而是一种相干激发的电磁场辐射。  中子星体积小(半径是几十公里量级)、密度高、快速旋转,并往往伴有极高强度的磁场,假如发作这种激烈的相干辐射是不太令人意外的。当然,现在这依然仍是一些假说,究竟是不是由中子星发作的辐射,发作的详细机制,有没有多种来源,这些问题都还需求进一步研讨。  Q:研讨快速射电暴有哪些难点?此次发现安稳周期快速射电暴有哪些含义?  陈学雷:现在已发布的重复快速射电暴现已有二十多个了,别的听说还有一些没有发布。那些未重复的快速射电暴是真的彻底不重复?仍是其实也重复但仅仅由于发作频率太低没有被发现?现在咱们还并不清楚。当然,研讨快速射电暴的一个难点就在于从单个事情数据里能估测出的信息太少,所以重复暴具有很大价值,一方面更准确的定位使咱们了解它所在的星系和在星系中的方位,另一方面从其重复迸发的亮度、时刻等散布也能够剖析其迸发机制。  此次发现的安稳周期当然很有含义。咱们知道,天文学的来源其实就来自人类对周期性的知道:日出日落、月亮的盈缺、四季的改换、行星的会集等等,因而能够说周期性是天文学家最重要的观测头绪之一。就本次而言,怎么发作这种十几天的周期性?人们现在有一些不同的估测:有或许快速射电暴的源是处在双星体系中的中子星,那么双星的公转就供给了一种周期性的来源;孤立的中子星也有或许存在转动轴的进动,然后导致周期性。这些都有待进一步的研讨验证,但明显这种周期性供给了重要的头绪。(蔡琳)  受访专家:陈学雷,中国科学院国家天文台研讨员,首要从事暗物质、暗能量、星系大标准结构等宇宙学研讨。

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