天文学家更接近破解快速无线电爆炸的奥秘

在加拿大的望远镜发现了另外八种最引人入胜的爆炸形式后,天文学家们正在逐渐接近发现是什么原因导致天空中短暂而强烈的闪光,这就是那些重复发出信号的爆炸。

FRB是强烈活跃的事件,其爆发仅几毫秒,似乎遍及整个天空以及来自银河系之外。但是,自从2007年确定第一个FRB以来,其原因仍然是个谜。天文学家希望研究重复闪光的爆发,而不是仅仅爆发一次,可以帮助阐明FRB的起源。这是因为与单次爆炸相比,高分辨率望远镜更容易对“榬徒”进行后续观察并追踪其起源。

为什么超强大的无线电爆发是天文学中最令人困惑的谜团

在本月发现之前发现的大约75个FRB中,只有2个是中继器。其中的第一个已被广泛研究,加拿大氢强度测绘实验(CHIME)望远镜在今年早些时候发现了第二个中继器。CHIME的最新结果于8月9日在arXiv预印服务器上发布1,现在表明中继器绝非罕见。在过去的几周中,另一台望远镜-澳大利亚平方公里阵列探路者(Australian Square Kilometer Array Pathfinder)也发现了一个中继器,使总数达到11个,尽管研究人员尚未公布这一结果。

CHIME研究人员布莱恩·盖恩斯勒(Bryan Gaensler)于8月12日在推特上说,CHIME于2018年开始寻找FRB,还发现了数百种一次性FRB。加拿大多伦多大学的天文学家盖斯勒说,望远镜合作组织的成员仍在分析这些事件。他说:“在25年的天文学研究中,这无疑是我有史以来最激动人心的项目。”

零星事件

“这是一个令人激动的结果,”德国波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家劳拉·斯皮特勒(Laura Spitler)说。她说,天文学家的首要任务是寻找这些重复信号的宿主星系。查明宿主星系对于破解造成FRB的原因的奥秘至关重要。并绘制爆炸发生环境的图片,将使研究人员减少对FRB的数十种可能解释中的一些。天文学家认为,它们可能是年轻的磁星“密集的星核在磁场中旋转”或振动的宇宙弦的发射。

Spitler说,这些发现意味着现在有足够的中继器可以将它们与一次性爆炸进行比较,以查明两种FRB是否在相似的环境中生产。所有FRB都可能来自基本相似的环境,但直到现在,重复爆炸仍未发现,或者它们的来源仅在特定条件下才会爆炸。或每种类型可能是由不同的事件引起的-“一个重复发生而另一个不重复”。

CHIME团队已经发现了可以帮助回答这个问题的线索。八个中继器似乎位于与一次性脉冲串相似的距离范围内。协作报告称,中继器信号平均持续时间更长。斯皮特勒说,如果这种趋势持续下去,可能是两个独立的现象导致了不同类型爆炸的信号,因为爆炸的持续时间反映了产生爆炸的潜在机制。

难以捉摸的环境

最新数据揭示了中继器发出的环境之间的差异。先前发现的脉冲串FRB 121102是唯一被识别出其精确宿主星系的重复信号,来自强烈磁化的环境。像FRB 121102一样,最新脉冲串之一的信号被螺旋形极化,表明它通过磁场。但是新中继器的场强是FRB 121102的弱约100倍。

许多(尽管不是全部)最新的运输也具有前两个中继器的功能。信号不是简单的具有窄频率的爆炸,而是以类似于“荣长号”声音的方式在频率上下降。斯皮特勒说,“这么多的“长号”信号实际上是相当不寻常和复杂的。她补充说,解释它们对理论家构成了挑战。

这些发现只是“ CHIME产生的巨大威力”的一小部分预告。盖斯勒说。该望远镜最初位于不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿附近,旨在研究早期宇宙的无线电波。但是在2013年,天文学家意识到,每天扫掠几乎整个北部天空的半管状望远镜也可以发现FRB。他们以1600万美元的较低成本,将CHIME变成了FRB猎人。在初步观察似乎是由干扰或仪器故障引起的之后,天文学家才刚刚开始认真对待望远镜。

“ HIME一定会兑现诺言”?斯皮特勒说。

自然572,425-426(2019)

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