銀河系磁星SGR 1935+2154是快速射電暴FRB200428的起源

2025-11-24 14:02:32 分類：時(shí)尚 閱讀(78689)

銀河系磁星SGR 1935+2154是快速射電暴FRB200428的起源（磁星釋放的快速射電暴 李柯伽繪）
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（馮麗妃）： 快速射電暴是宇宙中的一種無(wú)線電波瞬間爆發(fā)，持續(xù)時(shí)間通常只有幾毫秒，系磁星卻能釋放出相當(dāng)于太陽(yáng)一天甚至一年內(nèi)釋放的快速鄭州美女快餐外圍上門外圍女（微信189-4469-7302）提供1-2線熱門城市快速安排90分鐘到達(dá)能量。它們往往“神龍見(jiàn)首不見(jiàn)尾”，射電出現(xiàn)一次，銀河源便再無(wú)蹤跡。系磁星作為近年來(lái)天文學(xué)界新晉“網(wǎng)紅”，快速國(guó)際科學(xué)界對(duì)快速射電暴的射電起源提出了數(shù)十種“合理解釋”，如強(qiáng)磁場(chǎng)中子星、銀河源高度活躍的系磁星星系內(nèi)核、天體之間的快速相互碰撞，甚至不乏科學(xué)家提出它們是射電外星文明發(fā)出的訊號(hào)。
但直接觀測(cè)證據(jù)一直缺乏。銀河源
11月5日，系磁星在發(fā)表于《自然》的快速3篇論文中，中外科學(xué)家通過(guò)多個(gè)衛(wèi)星及地面望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)認(rèn)為，銀河系內(nèi)的一顆磁星是今年觀測(cè)到的一個(gè)快速射電暴的起源。
這是人類首次確定一個(gè)快速射電暴的起源，也是首次在銀河系內(nèi)觀測(cè)到快速射電暴。
磁星“引擎”獲證實(shí)
今年4月28日，一個(gè)無(wú)線電信號(hào)快速地劃過(guò)宇宙，被加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)（CHIME）望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)瞬態(tài)天文射電發(fā)射測(cè)量2號(hào)（STARE2）望遠(yuǎn)鏡捕捉到。
根據(jù)發(fā)現(xiàn)時(shí)間，它被命名為“FRB200428”。
盡管它只閃爍了千分之一秒，科學(xué)家還是通過(guò)多個(gè)頻段的測(cè)量確定了其來(lái)源——銀河系內(nèi)正處于活躍期的一顆磁星SGR 1935+2154。
長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于快速射電暴的來(lái)源，科學(xué)家一直有不同的推測(cè)。
其中，磁星驅(qū)動(dòng)理論受到廣泛支持。磁星是高度磁化的年輕中子星（超新星爆炸后的致密星遺跡），表面磁場(chǎng)可超過(guò)1014高斯，其衰變據(jù)認(rèn)為能夠給射電暴、X射線、γ射線等一系列高能現(xiàn)象提供動(dòng)力。
以此次發(fā)現(xiàn)的活躍磁星為例，CHIME團(tuán)隊(duì)的Daniele Michille表示，它的磁場(chǎng)強(qiáng)到足以“把一個(gè)原子擠壓成鉛筆狀”。
那么，這次發(fā)現(xiàn)是否說(shuō)明快速射電暴全部來(lái)源于磁星呢？美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校教授張冰在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示，一個(gè)極端看法是宇宙中所有的快速射電暴都是由磁星產(chǎn)生的；另一個(gè)則是不否定“大自然的創(chuàng)造力”，存在不止一個(gè)起源。
據(jù)介紹，快速射電暴起源的相關(guān)模型有50多個(gè)，主流理論多指向大型致密天體，除磁星外，還有中子星碰撞、中子星與黑洞碰撞或黑洞碰撞等產(chǎn)生的“災(zāi)變性”快速射電暴，非主流模型則有外星文明訊號(hào)等。
不過(guò)，鄭州美女快餐外圍上門外圍女（微信189-4469-7302）提供1-2線熱門城市快速安排90分鐘到達(dá)這些均未得到驗(yàn)證。
“快速射電暴模型的豐富反映了對(duì)其實(shí)測(cè)約束的缺乏，很大原因是過(guò)去發(fā)現(xiàn)的爆發(fā)都在銀河系外，距離遙遠(yuǎn)。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李菂告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。他與張冰及來(lái)自北師大、北大等十幾家國(guó)內(nèi)外單位的合作者同一天在《自然》發(fā)表了中國(guó)“天眼”500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）對(duì)這一磁星的監(jiān)測(cè)結(jié)果。“此次河內(nèi)射電爆發(fā)的發(fā)現(xiàn)以及包括‘中國(guó)天眼’及‘慧眼’衛(wèi)星在內(nèi)多個(gè)設(shè)備對(duì)其的深度觀測(cè)，提供了前所未有的信息。”他說(shuō)。
珍稀的河內(nèi)信號(hào)
與國(guó)外科學(xué)家同步，F(xiàn)AST團(tuán)隊(duì)一直在用“天眼”密切監(jiān)視著磁星SGR 1935+2154的動(dòng)態(tài)。
“從4月15日到28日，我們分4個(gè)時(shí)段共計(jì)8小時(shí)監(jiān)測(cè)它能否產(chǎn)生快速射電暴，或類似事件。”該研究第一作者、北京師范大學(xué)天文系講師林琳在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)介紹。
有些遺憾的是，F(xiàn)AST的觀測(cè)窗口錯(cuò)過(guò)了FRB 200428。
盡管如此，它記錄了在磁星高能爆發(fā)時(shí)段，特別是29個(gè)軟γ射線爆發(fā)時(shí)的靈敏監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，有助于了解引起快速射電暴的背景。
“磁星的高能爆發(fā)有很多，是不是所有的高能爆發(fā)都會(huì)產(chǎn)生快速射電暴？什么樣的物理機(jī)制下才會(huì)產(chǎn)生？我們的觀測(cè)正好給出了它產(chǎn)生的背景。”
該研究共同通訊作者、北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所副教授李柯伽說(shuō)。
FAST團(tuán)隊(duì)的研究表明，大部分磁星會(huì)產(chǎn)生高能爆發(fā)，如γ射線爆發(fā)，并不會(huì)產(chǎn)生快速射電暴。
原因是什么呢？他們?cè)谖闹杏懻摿藥追N可能性：快速射電暴的射流比高能發(fā)射更準(zhǔn)直，它們中的大多數(shù)都錯(cuò)過(guò)了地球；其低頻爆發(fā)光譜較窄，脫離了FAST波段范圍；其超高亮度和溫度輻射機(jī)制的條件不一定總能得到滿足。
這是中外團(tuán)隊(duì)首次證明磁星可以在銀河系內(nèi)近距離產(chǎn)生快速射電暴。
STARE2團(tuán)隊(duì)通訊作者、美國(guó)加州理工大學(xué)的Christopher Bochenek在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)解釋說(shuō)，“如果快速射電暴來(lái)自磁星，磁星與恒星的形成有關(guān)，而銀河系沒(méi)有‘足夠可怕’的恒星形成，這種現(xiàn)象就比較少”。
據(jù)了解，此次觀測(cè)到的FRB200428總能量比此前觀測(cè)到的河外快速射電暴的亮度低三個(gè)數(shù)量級(jí)。
專家表示，此次河內(nèi)的無(wú)線電脈沖發(fā)現(xiàn)極大地拓展了人們的認(rèn)知空間，更有利于了解這種信號(hào)背后的秘密。
國(guó)際協(xié)作 中國(guó)同步
起步晚，進(jìn)步快。
快速射電暴起源及相關(guān)研究已經(jīng)成為當(dāng)前天文學(xué)界的新“網(wǎng)紅”。
2001年7月，一個(gè)持續(xù)5毫秒的明亮射電暴抵達(dá)澳大利亞的Parkes望遠(yuǎn)鏡，2007年，它被西弗吉尼亞大學(xué)天文學(xué)家Duncan Lorimer確認(rèn)，成為當(dāng)時(shí)唯一的此類爆發(fā)事件。
直到2013年發(fā)現(xiàn)多個(gè)信號(hào)后，天文學(xué)家才相信它是一種真正的天體物理學(xué)事件，并將其命名為快速射電暴。
據(jù)介紹，目前發(fā)現(xiàn)的快速射電暴已達(dá)到1000量級(jí)。
“大約每半年，人們對(duì)快速射電暴的了解就會(huì)經(jīng)歷一個(gè)巨大的飛躍。”張冰在同期發(fā)表于《自然》的特邀綜述文章中寫道，該領(lǐng)域的繁榮還表現(xiàn)在出版物和引文的穩(wěn)步增長(zhǎng)上，已經(jīng)超過(guò)了伽馬射線爆發(fā)領(lǐng)域早期的水平。
盡管如此，關(guān)于快速射電暴的起源仍有許多懸而未決的關(guān)鍵問(wèn)題。
例如，是否所有快速射電暴都會(huì)重復(fù)？它們的動(dòng)力來(lái)源是否來(lái)自磁星“引擎”之外？磁星是如何產(chǎn)生快速射電暴的？回答這些問(wèn)題都非易事。
有利的一面是，國(guó)際天文學(xué)界正在開(kāi)展日益密切的協(xié)同觀測(cè)，此次發(fā)現(xiàn)FRB200428的起源就是一個(gè)例證。
“這說(shuō)明當(dāng)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)聚集在一起，以不同的方式研究一個(gè)現(xiàn)象時(shí)，會(huì)讓我們更深入地了解它。”
Bochenek說(shuō)，除了FAST、CHIME、STARE2之外，中國(guó)的“慧眼”X射線衛(wèi)星，位于中國(guó)、西班牙、新西蘭的BOOTES望遠(yuǎn)鏡陣列，以及美國(guó)的LCOGT 望遠(yuǎn)鏡等在這一發(fā)現(xiàn)中也發(fā)揮了重要作用。
在國(guó)內(nèi)，開(kāi)放的天文學(xué)研究設(shè)備正在吸引跨研究機(jī)構(gòu)和學(xué)科領(lǐng)域的科研人員深入合作。
“我們有世界一流的科學(xué)裝置，比如FAST口徑大、靈敏度高，可以看到近處更暗的和宇宙更深處的快速射電暴，這都是別人做不了的。”林琳說(shuō)。
同時(shí)，從觀測(cè)到數(shù)據(jù)處理再到理論解釋，F(xiàn)AST聯(lián)合觀測(cè)團(tuán)隊(duì)中專家間的高效協(xié)作，以及該團(tuán)隊(duì)與“慧眼”團(tuán)隊(duì)的流暢溝通，也讓她印象深刻。
射電暴觀測(cè)項(xiàng)目作為一個(gè)為期5年的FAST優(yōu)先重大計(jì)劃今年剛剛啟動(dòng)，將進(jìn)一步深入觀測(cè)射電暴事件，探測(cè)它們的起源，追溯它們的輻射方式。
“這是一個(gè)很重要的前沿方向，對(duì)宇宙深處快速射電暴的觀測(cè)，將為人們了解宇宙增添一個(gè)新工具。FAST正在作獨(dú)特的重要貢獻(xiàn)。”FAST首席科學(xué)家李菂說(shuō)。
在這一方面，除“天眼”“慧眼”外，目前在建的長(zhǎng)波段射電望遠(yuǎn)鏡陣列“天籟”以及引力波探測(cè)器“天琴”“阿里”等未來(lái)也將加入快速射電暴協(xié)同觀測(cè)陣列，通過(guò)多波段協(xié)同，了解這種神秘“宇宙電波”的秘密。
相關(guān)報(bào)道：中國(guó)“天眼”運(yùn)行穩(wěn)定 有望捕捉宇宙大爆炸原初引力波
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中新網(wǎng)：來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的最新消息說(shuō)，俗稱中國(guó)“天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)自2020年1月完成國(guó)家驗(yàn)收以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，已取得發(fā)現(xiàn)逾240顆脈沖星等系列重大科學(xué)成果，并以其當(dāng)今世界最強(qiáng)靈敏度射電望遠(yuǎn)鏡的巨大潛力，有望捕捉到宇宙大爆炸時(shí)期的原初引力波。
中國(guó)年輕科研團(tuán)隊(duì)林琳、張春風(fēng)、王培3名博士等聯(lián)合利用FAST，對(duì)銀河系磁星軟伽馬重復(fù)暴源SGR 1935+2154進(jìn)行多波段聯(lián)合觀測(cè)，在其發(fā)生高能暴發(fā)的同時(shí)，借助FAST超高的靈敏度對(duì)射電波段流量給出了迄今為止最嚴(yán)格的限制。這項(xiàng)研究成果說(shuō)明軟伽馬重復(fù)暴(SGR)和快速射電暴(FRB)暴發(fā)具有較弱的相關(guān)性，磁星暴發(fā)產(chǎn)生FRB必須依賴于極其特殊的物理?xiàng)l件。該成果論文北京時(shí)間11月5日在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
此前，北京大學(xué)教授、中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員李柯伽團(tuán)隊(duì)利用FAST探測(cè)到一例全世界目前僅有21例的快速射電暴重復(fù)爆F(xiàn)RB 180301，在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)該重復(fù)爆的輻射具有非常豐富的偏振特征，顯示出磁層在快速射電暴輻射機(jī)制中的作用。這一成果論文已于10月底在《自然》發(fā)表。
在最新成果論文發(fā)表前夕，中科院國(guó)家天文臺(tái)4日在北京舉行FAST運(yùn)行情況和科學(xué)成果新聞發(fā)布會(huì)稱，F(xiàn)AST的順利運(yùn)行使得中國(guó)相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)迅速成為國(guó)際快速射電暴領(lǐng)域的核心研究力量，包括上述兩項(xiàng)成果在內(nèi)，基于FAST數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文已達(dá)40余篇。FAST近一年雖已提供觀測(cè)服務(wù)超過(guò)5200個(gè)機(jī)時(shí)，超過(guò)預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)近2倍，但科學(xué)家申請(qǐng)觀測(cè)時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)激烈。
李柯伽認(rèn)為，F(xiàn)AST觀測(cè)揭示了FRB的磁層起源，已步入國(guó)際上開(kāi)展FRB觀測(cè)的第一梯隊(duì)，必將不斷帶來(lái)令人振奮的科學(xué)突破。王培說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)最新研究結(jié)果啟示磁星很可能是絕大部分FRB的起源，但不能排除其他起源的可能性，他們?nèi)栽诔掷m(xù)FAST觀測(cè)，以更好理解磁星和FRB之間的潛在關(guān)系。
中科院院士、FAST科學(xué)委員會(huì)主任武向平指出，F(xiàn)AST自2021年起面向全世界開(kāi)放，“中國(guó)天眼”將成為“世界巨眼”，體現(xiàn)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的理念。
中科院國(guó)家天文臺(tái)透露，F(xiàn)AST靈敏度現(xiàn)已達(dá)全球第二大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡的2.5倍以上，超強(qiáng)靈敏度使其在射電瞬變?cè)捶矫婢哂芯薮鬂摿Γ型诙虝r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)納赫茲的引力波探測(cè)、捕捉到宇宙大爆炸時(shí)期的原初引力波，為研究宇宙大爆炸原初時(shí)刻的物理過(guò)程提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，F(xiàn)AST還有能力將中國(guó)深空探測(cè)及通訊能力延伸至太陽(yáng)系邊緣，滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。
中科院院士、中科院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)常進(jìn)表示，F(xiàn)AST驗(yàn)收運(yùn)行以來(lái)取得的科學(xué)成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期。FAST具有超高靈敏度，它會(huì)看到以前沒(méi)有看到的宇宙現(xiàn)象，未來(lái)可以期待它在科學(xué)上帶來(lái)很多大的驚喜。“相信未來(lái)兩三年，F(xiàn)AST將在快速射電暴發(fā)生的物理機(jī)制研究上會(huì)得出一個(gè)完美的結(jié)論”。
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)：11月4日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)宣布，中國(guó)天眼（FAST）自今年1月驗(yàn)收以來(lái)，設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定可靠，近一年已經(jīng)觀測(cè)服務(wù)超過(guò)5200個(gè)機(jī)時(shí)，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)近2倍。截至目前，F(xiàn)AST累計(jì)發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過(guò)240顆，基于FAST數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文達(dá)到40余篇。FAST在快速射電暴方面的研究成果5日凌晨發(fā)表在國(guó)際科學(xué)期刊《自然》雜志上。
今年2月，F(xiàn)AST團(tuán)隊(duì)克服疫情影響，正式啟動(dòng)科學(xué)委員會(huì)遴選出的五個(gè)“優(yōu)先和重大項(xiàng)目”，近百名科學(xué)家開(kāi)始使用并處理FAST的科學(xué)數(shù)據(jù)。
“今年4月，時(shí)間分配委員會(huì)開(kāi)始向國(guó)內(nèi)天文界征集自由申請(qǐng)項(xiàng)目，目前已經(jīng)接到170余份申請(qǐng)，申請(qǐng)的總時(shí)間約5500個(gè)小時(shí)，實(shí)際批準(zhǔn)1500個(gè)機(jī)時(shí)，只有30%能得到支持，可見(jiàn)FAST望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)常進(jìn)說(shuō)。
FAST于2016年落成，它的反射面面積與大約30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)相當(dāng)，是全球最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，大大拓展了人類的視野，也使中國(guó)天文學(xué)家有機(jī)會(huì)走到射電天文研究的最前沿。
常進(jìn)表示，F(xiàn)AST全新的設(shè)計(jì)理念開(kāi)創(chuàng)了建造巨型望遠(yuǎn)鏡的新模式，突破了傳統(tǒng)全可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡口徑大約百米的工程極限，同時(shí)也帶來(lái)了極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
FAST巨大的反射面能根據(jù)天體的位置實(shí)時(shí)地主動(dòng)調(diào)節(jié)形狀，30噸的饋源艙在140米的高空、206米的范圍運(yùn)動(dòng)，所有的控制精度要達(dá)到毫米級(jí)。巨大工程體量、超高精度要求及特殊的工作方式，使FAST面臨前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。
為此，工程團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列的技術(shù)攻關(guān)，克服了力學(xué)、測(cè)量、控制、材料、大尺度結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域諸多技術(shù)難題。
工程團(tuán)隊(duì)研制了超高耐疲勞特性的鋼索，超過(guò)國(guó)內(nèi)、國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的2.5倍；創(chuàng)新地采用世界上最大跨度柔性并聯(lián)機(jī)器人和剛性6自由度并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成的兩級(jí)調(diào)整機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了饋源均方根值10毫米的高精度定位；創(chuàng)造性地將衛(wèi)星定位、慣導(dǎo)和全站儀多種測(cè)量技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)了全天候、大尺度、高精度、高采樣率的饋源支撐系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量。
隨著性能的提升，F(xiàn)AST科學(xué)潛力逐步顯現(xiàn)。“FAST的靈敏度是全球第二大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡的2.5倍以上，這是中國(guó)建造的射電望遠(yuǎn)鏡第一次在靈敏度這個(gè)重要指標(biāo)上占據(jù)到了世界的制高點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)天文學(xué)實(shí)現(xiàn)重大原創(chuàng)突破具有重要意義。”FAST運(yùn)行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬說(shuō)，超高靈敏度使其在射電瞬變?cè)捶矫婢哂兄卮鬂摿Γ型诙虝r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)納赫茲的引力波探測(cè)、捕捉到宇宙大爆炸時(shí)期的原初引力波，為研究宇宙大爆炸原初時(shí)刻的物理過(guò)程提供數(shù)據(jù)支撐。
同時(shí)，F(xiàn)AST還有能力將我國(guó)深空探測(cè)及通訊能力延伸至太陽(yáng)系邊緣，滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。
中國(guó)天眼FAST是由人民科學(xué)家、時(shí)代楷模南仁東先生于上世紀(jì)九十年代提出構(gòu)想，歷時(shí)二十余年建設(shè)完成的巨型射電望遠(yuǎn)鏡，前后四代數(shù)百名科研工作者前赴后繼為FAST建設(shè)調(diào)試運(yùn)行付出了巨大努力。
相關(guān)報(bào)道：最神秘的宇宙信號(hào)，首次確定來(lái)源
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)環(huán)球科學(xué)：2007年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒的高能天體物理現(xiàn)象——快速射電暴（FRB）。10多年來(lái)，它的來(lái)源眾說(shuō)紛紜，甚至更加神秘。發(fā)表于《自然》的最新研究，首次明確了FRB的一個(gè)來(lái)源——今年4月，兩個(gè)天文臺(tái)分別觀測(cè)到了銀河系內(nèi)一顆磁陀星的射電爆，這表明磁陀星至少是部分FRB的來(lái)源。
最近，天文學(xué)家們一直在監(jiān)測(cè)著距地球3萬(wàn)光年處，一顆早已死亡的恒星殘骸所發(fā)出的奇特高能輻射該天體屬于“磁陀星”（magnetar），這是一種巨大的磁中子星。天文學(xué)家從中意外地發(fā)現(xiàn)了僅僅持續(xù)幾毫秒的強(qiáng)烈射電波爆發(fā)。這也是迄今觀測(cè)到的最為明亮的一次磁陀星爆發(fā)。
上述射電波爆發(fā)雖然源于我們所在的銀河系，但卻與一種名為快速射電暴（fast radio burst， FRB）的射電波閃變現(xiàn)象十分相似。FRB轉(zhuǎn)瞬即逝，極為明亮。此前的觀測(cè)記錄尚無(wú)法確定它由什么物體發(fā)出，但它們都來(lái)自其他星系。如今的新發(fā)現(xiàn)確定了這顆磁陀星是一次FRB的來(lái)源，或許能夠解決關(guān)于FRB起源的至少一個(gè)謎題，盡管謎底可能會(huì)引向更多謎團(tuán)。
“這確實(shí)是一項(xiàng)突破，而不是濫用這個(gè)詞。” 荷蘭射電天文學(xué)研究所和阿姆斯特丹大學(xué)的杰森·赫塞爾斯（Jason Hessels）說(shuō)道。此次的結(jié)果不能一下子解決所有關(guān)于FRB的問(wèn)題，但可以使我們向這個(gè)目標(biāo)邁出一大步。
今年4月下旬，至少有兩個(gè)射電天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了那次射電暴。研究團(tuán)隊(duì)將射電波追溯到一個(gè)高磁性中子星，也就是前文提到的那顆恒星的殘骸。這顆位于銀河系深處的死亡恒星名為SGR 1935 + 2154，質(zhì)量是太陽(yáng)的40~50倍。在大約一周的時(shí)間內(nèi)，它一直在向宇宙發(fā)射高能輻射。
這是人類首次觀測(cè)到伴隨如此大規(guī)模伽馬射線的射電暴。由于此次射電暴既明亮又短暫，如今一些天文學(xué)家把它視為研究數(shù)十億光年以外FRB的絕佳模型。
阿姆斯特丹大學(xué)的艾米麗·彼得羅夫（Emily Petroff）表示，即便如此，要使這種微弱的聯(lián)系更加明確，就需要清楚地評(píng)估該來(lái)源與先前觀察到的FRB有何不同。“正如研究FRB那樣，必須避免‘見(jiàn)樹(shù)不見(jiàn)林’。我們需要擔(dān)心的是，這個(gè)來(lái)源只是個(gè)特例。”
捕捉FRB
十多年來(lái)，F(xiàn)RB一直是宇宙中最難解的謎團(tuán)之一。這些射電波以光速行進(jìn)，通常在宇宙穿梭數(shù)十億年之后才會(huì)被我們觀測(cè)到。這意味著，釋放這些射電波的天體必須十分強(qiáng)大。到目前為止，觀測(cè)到的所有爆發(fā)均來(lái)自遙遠(yuǎn)星系。關(guān)于此現(xiàn)象的起源，天文學(xué)家多年來(lái)已經(jīng)提出了數(shù)十種假說(shuō)，其中包括正在蒸發(fā)的黑洞、爆炸中的恒星、發(fā)生碰撞的巨大天體。當(dāng)然，還有一些不太正經(jīng)的猜想，認(rèn)為這是外星人在傳輸?shù)奈覀兟?tīng)不懂的信息。
越來(lái)越豐富的觀測(cè)結(jié)果使假說(shuō)更加完善。天文學(xué)家觀測(cè)到一些重復(fù)性的爆發(fā)，這說(shuō)明其來(lái)源無(wú)論是什么，都不會(huì)在產(chǎn)生一次FRB后自毀。研究團(tuán)隊(duì)將多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空中的多個(gè)位置，開(kāi)始了對(duì)射電暴的實(shí)時(shí)捕捉。不久，好幾次射電暴的宿主星系都被追溯到了。然而，即使天文學(xué)家已收集了數(shù)百次爆發(fā)的數(shù)據(jù)，射電暴的起源仍然被疑云籠罩。
彼得羅夫說(shuō)：“我們每一次找到的新射電暴，都會(huì)與之前有所不同。我原本希望每次找到一個(gè)新的時(shí)，它都能證實(shí)我們之前所了解到的所有知識(shí)，但是現(xiàn)實(shí)從來(lái)不是這樣的！射電暴遠(yuǎn)比我們想象的多種多樣，因此我們必須更加專注。”
天文學(xué)家使用CHIME（加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)）射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)了這次新爆發(fā)。這臺(tái)位于加拿大西南部的望遠(yuǎn)鏡，專門用來(lái)搜尋FRB。自2018年末啟用以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)此類信號(hào)。這次新爆發(fā)出現(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡視野的外圍，但由于其十分強(qiáng)烈，仍然可以被輕易觀測(cè)到。
“這是一次來(lái)自磁陀星的非常明亮的射電暴。”多倫多大學(xué)的保羅·舒爾茨（Paul Scholz）說(shuō)道，他在“天文學(xué)家電報(bào)”網(wǎng)站上向CHIME團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)報(bào)道了本次爆發(fā)事件。“這就是磁陀星與FRB之間的聯(lián)系嗎？有可能。”
接到通知后，加州理工學(xué)院的天文學(xué)家對(duì)他們?cè)诒l(fā)后時(shí)間段內(nèi)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步檢查。他們的觀測(cè)結(jié)果由位于加利福尼亞州和猶他州的三個(gè)射電天線共同收集，是STARE2（第2次瞬態(tài)天文射電發(fā)射調(diào)查）項(xiàng)目一部分，專門用于探測(cè)來(lái)自銀河系內(nèi)部的FRB。
與CHIME不同，STARE2從正面捕捉到了該事件，這使研究人員可以快速計(jì)算爆發(fā)的亮度。據(jù)他們估計(jì)，爆發(fā)如果發(fā)生在已知距離最近的銀河系外FRB處（約5億光年外），那么從地球上仍然很容易被檢測(cè)到。對(duì)加州理工學(xué)院的斯里尼瓦斯·庫(kù)爾卡尼（Shrinivas Kulkarni）而言，此次爆發(fā)的亮度和毫秒級(jí)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，是其與FRB的決定性關(guān)聯(lián)。
STARE2項(xiàng)目的首席研究員庫(kù)爾卡尼表示，根據(jù)這些觀察結(jié)果，“FRB的一個(gè)合理起源，便是其他星系中的活躍磁陀星。如果我們等待得足夠久，也許這個(gè)磁陀星甚至將會(huì)產(chǎn)生更明亮的爆發(fā)。”
第三個(gè)觀測(cè)結(jié)果來(lái)自另一個(gè)使用了歐洲航天局的軌道INTEGRAL（國(guó)際伽馬射線天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室）觀測(cè)臺(tái)的團(tuán)隊(duì)，他們把射電暴與同時(shí)來(lái)自同一物體的X射線暴聯(lián)系在一起，從而將其來(lái)源確定為磁陀星。在那之后，中國(guó)的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）則探測(cè)到了SGR 1935 + 2154的另一次射電暴，這次爆發(fā)的來(lái)源也指向磁陀星。庫(kù)爾卡尼說(shuō)：“我敢用一年的工資打賭，就是這個(gè)來(lái)源。”
磁陀星爆發(fā)
幾年來(lái)，已有多種證據(jù)將磁陀星認(rèn)定為造成FRB的“罪魁禍?zhǔn)住薄＿@些中子星旋轉(zhuǎn)得極其迅速，并擁有極為強(qiáng)大的磁場(chǎng)，二者結(jié)合便可以產(chǎn)生巨大的輻射爆發(fā)。科學(xué)家還觀察到，一些FRB具有強(qiáng)烈而“扭曲”的極化現(xiàn)象。這表明它們起源于或曾穿過(guò)強(qiáng)磁環(huán)境，比如這些死亡恒星的周圍。
但答案的全貌尚未揭曉。赫塞爾斯說(shuō)：“很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們一直在反駁說(shuō)：‘但是我們從未見(jiàn)過(guò)銀河系中的磁陀星有什么動(dòng)靜，它們的亮度甚至都稱不上明亮。既然如此，其他星系中的磁陀星怎么就可以呢？’”
如今，有了這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家正在仔細(xì)研究FRB和磁陀星之間的聯(lián)系。“我不會(huì)說(shuō)這就是最終的定論，或者這就是必不可少的中間環(huán)節(jié)，”彼得羅夫說(shuō)，“但通過(guò)這項(xiàng)研究，我們距離找到銀河系中天體與產(chǎn)生FRB的天體之間的聯(lián)系更近了一步。”
天文學(xué)家指出，盡管此次爆發(fā)比從此前磁陀星中觀測(cè)到的任何爆發(fā)都要明亮，但它的強(qiáng)度仍然比大多數(shù)FRB弱幾個(gè)數(shù)量級(jí)。研究人員可能會(huì)首先發(fā)現(xiàn)較微弱的爆發(fā)，這在意料之中，因?yàn)槲⑷醯谋l(fā)可能比非常明亮的爆發(fā)更多，正如輕微的地震比大地震更頻繁一樣。較強(qiáng)的恒星耀發(fā)（flare）也可能產(chǎn)生較強(qiáng)的射電暴。雖然罕見(jiàn)，但有些磁陀星可以產(chǎn)生強(qiáng)大的耀發(fā)，即使隔著遙遠(yuǎn)的星際距離，它們也能改變地球的電離層。赫塞爾斯說(shuō)：“我很想知道，如果我們捕捉到了一次那樣的巨型耀發(fā)，我們會(huì)看到堪比FRB那般明亮的爆發(fā)嗎？”
另一個(gè)未解的謎題是，F(xiàn)RB是否可以具有多個(gè)不同的來(lái)源？迄今為止，觀察到的大多數(shù)爆發(fā)都是獨(dú)立的事件，但也有十幾次有著神秘來(lái)源的爆發(fā)是反復(fù)發(fā)生的。距離我們最近（約有十億光年）的重復(fù)性FRB被稱為R3，每16天爆發(fā)一次。科學(xué)家懷疑，R3的周期性活動(dòng)與鎖定在其引力范圍內(nèi)的其他物體有關(guān)。但是，磁星SGR 1935 + 2154似乎沒(méi)有任何類似的軌道同伴。
赫塞爾斯說(shuō)：“我希望不僅只有一種FRB。我也希望通過(guò)更深入的研究，可以同時(shí)發(fā)現(xiàn)很多東西。”
相關(guān)報(bào)道：NASA和加州理工學(xué)院發(fā)現(xiàn)了銀河系中一次快速無(wú)線電爆發(fā)的源頭
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：今年4月28日發(fā)生了一件令人興奮的事情，當(dāng)時(shí)我們的星系內(nèi)發(fā)生了一次強(qiáng)烈的x射線爆發(fā)。通常要找到宇宙中x射線射電爆發(fā)的源頭是非常困難的。事實(shí)上，這一次是在銀河系內(nèi)發(fā)生的x射線爆發(fā)，這使得美國(guó)宇航局和加州理工學(xué)院的科學(xué)家更容易找到源頭。研究人員能夠確定這個(gè)來(lái)源是一個(gè)被稱為磁星的超磁性恒星殘骸。
這一發(fā)現(xiàn)證明了磁星可以產(chǎn)生神秘而強(qiáng)大的快速射電爆發(fā)（FRB），這是以前在其他星系中才發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。在這一事件之前，各種各樣的場(chǎng)景被用來(lái)解釋FRB的起源。加州理工學(xué)院的博士生克里斯·博切內(nèi)克（Chris Bochenek）領(lǐng)導(dǎo)了這一事件的一項(xiàng)研究，他說(shuō)未來(lái)FRBs的故事可能會(huì)有曲折，但他相信，公平地說(shuō)，在沒(méi)有其他證據(jù)之前，大多數(shù)快速射電爆發(fā)來(lái)自磁星。
磁星是一種中子星，它是由一顆質(zhì)量比太陽(yáng)大很多倍的恒星殘骸破碎而成的，大致相當(dāng)于一座城市的大小。它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)比冰箱磁鐵強(qiáng)10萬(wàn)億倍，比典型中子星強(qiáng)上千倍。同步爆發(fā)的X射線部分被多顆衛(wèi)星探測(cè)到，其中包括美國(guó)宇航局的相關(guān)任務(wù)。FRB的射電部分是由加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)（CHIME）發(fā)現(xiàn)的，CHIME是不列顛哥倫比亞省的一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡。美國(guó)宇航局（NASA）資助的一個(gè)名為“瞬態(tài)天文射電輻射2號(hào)（STARE2）”的項(xiàng)目也探測(cè)到了無(wú)線電爆發(fā)。星際2號(hào)也探測(cè)到了無(wú)線電脈沖。
該項(xiàng)目的多名研究人員能夠確定爆炸的能量與FRB相當(dāng)。據(jù)信發(fā)生FRB的磁星被稱為sgr1935+2154，位于Vulpecula星座。每次發(fā)射的x射線爆發(fā)持續(xù)不到一秒，而產(chǎn)生它們的風(fēng)暴肆虐了數(shù)小時(shí)。