神秘快速電波爆發(fā)的精確來源已被確定
周四科學家們正在慶祝一項突破性的天文學發(fā)現(xiàn)，這可能為繪制宇宙外圍的地圖鋪平道路。
澳大利亞領導的國際天文學家團隊首次確定了強大的一次性宇宙無線電波爆發(fā)的精確來源。
這些宇宙無線電指向數(shù)十億光年遠的巨大星系，其特性與科學家以前所了解的神秘快速射電暴（FRB）的形成有關。
加州大學伯克利分校的天文學家凱西·洛（Casey Law）表示：“這一結果在天文學界備受期待?！?/p>
發(fā)表在“ 科學 ”雜志上的研究結果是自2007年快速射電暴發(fā)現(xiàn)以來最重要的一項研究成果。
快速射電暴
快速射電暴是一種高能天體物理現(xiàn)象，呈現(xiàn)瞬態(tài)電波脈沖，僅維持數(shù)毫秒的爆發(fā)。這些毫秒閃光都在銀河系之外，有著非常明亮、未經分析、廣泛的帶寬。每次爆發(fā)的頻率成分取決于爆發(fā)的量和不同波長的延遲時間。這種延遲被描述為與頻散量相關的值?？焖偕潆姳┑纳@示：其源頭非常巨大，不能預期其來源在銀河系之內，并且其傳播會穿越等離子體。它只閃現(xiàn)微瞬間，但可以像太陽在一萬年內那樣，在一毫秒內發(fā)出盡可能多的能量。
究竟是什么在電磁波譜的遠端產生了這些高能量的長波浪涌仍然是激烈爭論的主題，盡管科學家現(xiàn)在普遍認為它們起源于遙遠的星系。
自從十多年前第一次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來，全球已經發(fā)現(xiàn)了85次爆發(fā)。大多數(shù)都是“一次性”，但一小部分是“中繼器”，也就是它們會在天空中的同一個地方重現(xiàn)。
ASKAP的碟形天線采用新型相控陣饋電（PAF）接收器，可在天空中實現(xiàn)30平方度的寬視野
2017年，利用澳大利亞堪培拉附近升級后的莫朗格洛河天文臺合成望遠鏡（UTMOST），天文科學家發(fā)現(xiàn)3個快速射電暴。該望遠鏡還在2015年至2016年為期180天的巡天中，發(fā)現(xiàn)3個843Mhz的快速射電暴。每個快速射電暴射束都位于一個較為狹窄的橢圓，相對應的帶寬在828-858 MHz。
使用澳大利亞千米陣列（ASKAP），科學家在3.4天內發(fā)現(xiàn)一個不同尋常的快速射電暴，F(xiàn)RB170107亮度的累積通量是58±6 Jy ms。
由澳洲聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）的基思·班尼斯特（Keith Bannister）領導的團隊設計了一種新的方法尋找這種快速射電暴的起源。
班尼斯特說：“你可以把它想象成實時動作重播模式，我們有一臺實際上正在尋找快速射電暴的計算機，它每秒查看大約十億次測量?！?/p>
班尼斯特和他的團隊最終確定了距離地球約36億光年的FRB 180924快速射電暴的位置。
在澳大利亞西部的CSIRO亞千米陣列射電望遠鏡上發(fā)現(xiàn)了這一快速射電暴。
ASKAP可以計算快速射電暴的來源
ASKAP有36個碟形天線，在每個稍微不同的時間點快速射電暴到達每個天線，這允許科學家計算它的起源。
班尼斯特說:“這就像從月球上看地球，不僅知道一個人住在哪個房子里，而且還知道他們坐在餐桌旁的椅子上，”。
該團隊隨后在智利歐洲南方天文臺的超大望遠鏡拍攝了該星系，并用夏威夷的凱克望遠鏡和智利的雙子座南望遠鏡測量了它的距離。
雖然先前定位的FRB 121102快速射電暴被發(fā)現(xiàn)來自一個正在積極形成年輕恒星的矮星系，但新的快速射電暴來自一個巨大星系的郊區(qū)，其中有著老恒星，這表明一個完全不同的引擎負責它的創(chuàng)建。
洛說：“研究激發(fā)了大量基于大質量恒星死亡形成的磁化體的建模，該模型預測121102中確認了許多屬性?！?/p>
磁星是一種高度磁化的中子星，它是由一顆恒星的引力坍縮形成的，當它爆炸時不足以產生黑洞。
但新位置與舊理論不相容，表明形成快速射電暴有多種渠道。
加拿大麥吉爾大學的天文學家斯里哈什·騰都卡爾（Shriharsh Tendulkar）說：“這可能表明重復和非重復的快速射電暴來自完全不同的起源?！?/p>
這一新發(fā)現(xiàn)令人興奮的原因還在于：它可以幫助天文學家探測星系間巨大空間的位置，并使我們更接近解決“缺失物質”問題。
理論計算表明，在恒星中可以看到原子數(shù)量的兩倍，這導致天文學家推斷它們必須包含在分離星系的巨大空間中的電離氣體中。
就像光線在穿過棱鏡時分裂成不同的顏色一樣，無線電波在遇到物質時會分散。在快速射電暴的情況下，較高頻率首先到達，而較低頻率到達較晚。
這產生了一種分散模式，從FRB 180924快速射電暴觀察到的模式與天文學家對該理論的預期相符，這意味著，星系際空間確實包含了預期的電離氣體量。
展望未來，該團隊希望分析成千上萬的快速射電暴，并查看它們的分散情況，以生成遠距離空間的詳細地圖。
來自斯威本理工大學的共同作者賴安·沙龍（Ryan Shannon）說：“這就像對這個宇宙網進行CT掃描一樣?！?/p>
