快速射電暴循環周期為157天 起源仍是未解之謎

6月16日消息,據國外媒體報道,最新一項研究顯示,來自外太空同一地點的連續157天射電暴有助於天文學家確定這些神秘信號如何產生。快速射電暴(FRB)是非常短暫、強烈的射電脈沖,於2007年首次被發現,但天文學家仍然不知道它們的具體起源。

快速射電暴循環周期為157天 起源仍是未解之謎

藝術家描繪了快速射電暴起源,可能源自一顆較大恆(藍色部分)和一顆伴星,也可能源自一顆中子星(粉色部分)。

科學家對神秘現象提出一些猜測,認為該信號可能是外星文明試圖聯系地球的跡象。目前,英國曼徹斯特大學研究人員分析了洛弗爾望遠鏡的長期監測數據,試圖理解這些不同尋常的信號。

他們聲稱,最有可能的解釋是該信號來自黑洞或者雙星系統中高溫年輕中子星,在過去4年時間里,天文學家利用73米直徑的洛弗爾望遠鏡觀測了其中一個不尋常射電暴,它被稱為FRB 121102。

該射電暴與其他發現的射電暴相比具有不同尋常的周期,其耀斑期持續90天,接下來67天消失不見,之後重復循環。在為期4年的研究中,研究人員觀測到同一來源的32次射電脈沖,再結合之前發現的FRB 121102射電暴,發現這種特殊模式的快速射電暴現象。研究報告作者曼徹斯特大學天體物理學家考斯圖布·拉傑瓦德(Kaustubh Rajwade)稱,我們預測該射電暴來源目前處於「關閉」狀態,應該在8月28日之前會「開啟」,這是第二次發現快速射電暴循環現象,第一次是FRB 180916.J10158+56,周期是16天。

研究小組證實,這項最新研究有助於他們分析神秘射電暴起源之謎,至少一些快速射電暴的重復現象排除了它們起源於災難事件的可能性。

天文學家表示,多數射電暴僅耀斑一次,然後再也沒有出現過,從而無法預測它們再次發生的時間。一些重復的射電暴現象,直到最近才被發現是完全隨機出現,周期16天的FRB 180916.J10158+56就是這樣的。

射電暴活躍性的有序規律暗示着這種強大射電暴與大規模宇宙現象有關,其中可能包括:大質量恆星、雙星系統內部中子星或者黑洞的軌道運行。

對這種周期性活動的其他可能解釋包括:高磁化中子星旋轉軸擺動引起周期性爆發,拉傑瓦德稱,這是一個令人興奮的研究結果,因為這是第二次在爆發中發現運行規律,而且具有最長的循環周期。

他說:「探測射電暴周期性為研究其起源提供一個重要線索,這種特殊活動周期可能與中子星有關。」

2007年,天文學家首次發現快速射電暴時,最初認為這是與大質量恆星爆發相關的一次性事件,2012年,天文學家首次發現周期157天的快速射電暴,2016年首次發現該快速射電暴的運行周期規律。

「FRB獵人」本傑明·斯坦珀斯(Benjamin Stappers)稱,該研究結果基於對該信號的定期監測,發現67天的信號靜默期是非常重要的。

令他們感到驚訝的是,這個運行周期的時間范圍幾乎比第一個重復源FRB 180916.J10158+56的16天周期長10倍,後者是由加拿CHIME望遠鏡觀測到的。

西弗吉尼亞大學鄧肯稱,這一令人興奮的發現顯示出我們對快速射電暴的起源了解甚少,我們需要對大量的快速射電暴現象進行深入觀測,從而對這些周期性來源產生更清晰的認識,並追溯它們的起源。

斯溫伯恩大學的瑞恩並未參與此項研究,他在接受《新聞周刊》記者采訪時稱,這些發現可能會被證明是「變革者」,目前最大的問題是FRB 121102與其他射電暴的相關性,例如:為什麼很少觀測到射電暴的重復現象?

他指出,迄今為止僅有少量射電暴存在循環重復現象,這項發現可能有助於揭曉射電暴潛在的循環規律,有可能所有的射電暴都是重復的,但強度不同,或者僅是我們無法檢測到重復規律。這項研究報告發表在近期出版的《皇家天文學會月刊》上。

快速射電暴的起源仍是未解謎團

快速射電暴是短暫的射電釋放現象,它們具有臨時性和隨機時,不僅很難被發現,而且很難進行研究。目前科學家仍不清楚快速射電暴為何產生如此短而劇烈的爆發。

此前研究人員提出了許多猜測,其中包括:恆星碰撞、地外文明釋放的信號。首個快速射電暴信號是在2001年探測到,或者准確地講是被射電望遠鏡「聽到」,但直到2007年科學家分析檔案數據時才確定這是快速射電暴信號。

快速射電暴非常短暫,似乎是隨機發生的,天文學家花了多年時間才證實這不是望遠鏡儀器故障。哈佛-史密森天體物理中心研究人員稱,無論是否完全了解快速射電暴的志源,該現象對於研究宇宙結構和演化具有重要意義。

大量遙遠的快速射電暴可作為跨越星系的物質探測器,它能模糊宇宙微波背景信號,通過深入研究快速射電暴現象,將幫助科學家更好地理解宇宙基本成分,例如:影響宇宙膨脹速度的普通物質、暗物質和暗能量的相對數量。當宇宙大爆炸後溫度降低時,快速射電暴可用於追蹤什麼因素破壞了遍布宇宙早期的氫原子霧,使氫原子變成自由電子和質子。

來源:cnBeta