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天文学家发现了无线电快速爆炸之谜的线索

2020-11-07 15:11   来源: 互联网

来自银河系外深空的快速射电爆发(FRB)一直是观测到的最神秘的天文现象之一。自2007年首次发现FRB以来,世界各地的天文学家一直使用射电望远镜追踪爆炸,并寻找它们的来源和来源的线索。


UNLV天体物理学家张冰和国际合作伙伴最近观察到了其中的一些神秘来源,导致一系列突破性的发现发表在"自然"杂志上,这些发现最终可能为FRB的物理机制提供线索。


张的第一篇论文发表于10月28日的"自然"杂志上,是这篇论文的作者和主要理论家

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张说:"关于FRB的起源有两个主要问题。"他的团队在贵州使用了500米口径的球面望远镜(FAST)。"第一个是FRB的引擎,第二个是产生FRB的机制。"我们找到了本文第二个问题的答案。


人们提出了两种相互竞争的理论来解释FRB的产生机理。一种理论认为它们类似于伽马射线爆发(GRB),这是宇宙中最强大的爆炸。另一种理论将它们与射电脉冲星相比较,后者是发射明亮的、相干的射电脉冲的旋转中子星。类似于GRB的模型可以预测每次爆发中的恒定极化角,而类似脉冲星的模型可以预测极化角的变化。


研究小组快速观察了一个重复的FRB信号源,并从中发现了11次脉冲。令人惊讶的是,在每一次脉冲中,11次亮脉冲中有7次出现了不同的偏振角波动。偏振角不仅在每一次脉冲中变化,而且在变化模式上也是不同的。


我们的观测基本上排除了GRB模型,并为脉冲恒星模型提供了支持,"K.J说。他来自北京大学Kavli天文和天体物理研究所,也是这篇论文的作者。


11月4日,在"自然"杂志上发表了另外四篇关于FRB的论文。这些论文包括由张领导、由中国天文台和北京大学共同撰写的多篇研究论文。加拿大氢强度图实验(CHIE)和瞬态天文射电辐射调查2(Stare 2)的研究人员也与该出版物合作。


正如第一篇论文加深了我们对FRB背后机制的理解一样,这些论文也解决了其起源之谜的挑战,"张说。


磁场是密度惊人的城市大小的中子,具有宇宙中最强大的磁场。磁场有时通过磁场消散产生短X射线或软伽马射线,因此在高能脉冲作用下,磁场一直被认为是FRB的合理动力源。


最早的确凿证据出现在2020年4月28日,当时我们后院的一块磁铁探测到了一个极其明亮的射电脉冲爆发--距离地球约30000光年--在银河系。正如所料,FRB与明亮的X射线爆发有关。


张说:"我们现在知道,宇宙中磁化程度最高的物体,即所谓的磁层天体,至少可以产生宇宙中的部分或全部FRB。


这一事件是由嵌合体和Stare 2(两组带有许多小型射电望远镜的望远镜)探测到的,适用于在广阔的天空中探测明亮的事件。


张的团队使用FAST观测磁性源已经有一段时间了。不幸的是,当FRB发生时,FAST并没有去寻找它的来源。尽管如此,FAST还是做出了一些有趣的"未被发现的"发现,这些发现在11月4日发表在"自然"杂志上的一篇文章中有报道。在快速观测过程中,来自磁铁的29条X射线也发生了爆炸。然而,所有这些X射线都没有伴随着无线电爆发。


张说:"我们没有进行调查,钟声和Stare 2团队的调查描绘了FRB-电磁连接的全貌。


为了使他的观点正确,张与"自然"合作,出版了一本关于发现及其对天文学领域的影响的单一作者评论。


由于最近的观测突破,FRB理论最终可以得到严格的审查,"张说,"产生FRB的机制已经大大减少了。"然而,许多悬而未决的问题仍然存在。在未来几年,这将是一个令人兴奋的领域。

责任编辑:无量渡口
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