重复的滑音哨快速射电暴:一种新的宇宙奥秘

时间:2023-12-25 08:12:28编辑:小潇

快速射电暴(FRB)是一种来自遥远银河系外的短暂而强烈的无线电波脉冲,它们在几毫秒内能产生相当于太阳一年辐射能量的能量。

最近,FRB是天文学的热点话题,因为它们可以揭示宇宙中一些最极端的事件和物体,如恒星碰撞、黑洞形成或磁星等。然而,FRB的来源和机制仍然是一个巨大的谜团,尤其是少数具有重复性的FRB,它们在天空中的同一位置多次闪烁,而大多数FRB则只出现一次爆发。

今天将给大家介绍一种高度活跃的重复FRB,称为FRB 20220912A,它的辐射爆发呈现出一种前所未见的奇特模式,类似于一把滑音哨在宇宙中发出下降的声音。这些新数据有望揭开深空FRB的来源以及少数快速而强烈的辐射爆发为何会重复的谜团。

为了研究FRB 20220912A,天文学家使用了SETI研究所的艾伦望远镜阵列(ATA),这是一种专门用于搜寻潜在的外星智能无线电信号的望远镜。ATA由42个6米直径的抛物面天线组成,它们可以同时接收1-10 GHz的无线电波。ATA的优势在于它可以覆盖一个宽广的频率范围,同时具有高灵敏度和高时间分辨率,这使得它非常适合观测FRB这样的瞬变信号。在对FRB进行了541小时(近23天)的观察后,天文学家使用了一种基于机器学习的算法,从ATA收集的大量数据中筛选出FRB 20220912A的辐射爆发。

天文学家从ATA的数据中检测到了35次FRB 20220912A的辐射爆发,它们发生在2023年9月12日至10月4日之间。天文学家发现FRB 20220912A的辐射爆发涵盖了电磁光谱中无线电波区域的一个宽广的频率范围,从1.4 GHz到8 GHz不等。更令人惊讶的是,天文学家发现FRB 20220912A的辐射爆发在频率上呈现出上下移动的趋势,如果将其转换为木琴上的音符,就像是一把滑音哨在发出下降的声音——这是科学家在FRB上首次观察到的一种现象。

天文学家将这种现象称为“滑音哨”快速射电暴(whistling FRB)。这也使得天文学家能够确定FRB 20220912A的爆发亮度的上限,估算出这个FRB对整个宇宙信号率的贡献程度。天文学家发现FRB 20220912A是目前已知的最亮的重复FRB之一,它的信号率约为每天一次,这意味着它在宇宙中并不罕见。

尽管FRB 20220912A的爆发频率呈现出一定的规律,但这些爆发的持续时间和它们之间的时间间隔却没有明显的规律。这些爆发的持续时间从0.4毫秒到9毫秒不等,而它们之间的时间间隔从几分钟到几天不等。这说明重复FRB具有一种本质的不可预测性,可能受到一些随机的或混沌的过程的影响。

天文学家的观测结果为揭开FRB的来源和机制提供了新的线索和挑战。天文学家发现的结果不仅证实了已知的FRB性质,如它们的高能量、高亮度和高极化,还发现了一些新的性质,如它们的滑音哨行为和不可预测性。

天文学家正在将FRB的可能来源限定在一些极端的物体,如磁星,但目前还没有任何一个模型可以解释他们观察到的所有性质。例如,磁星模型可以解释FRB的高能量和重复性,但不能解释它们的滑音哨行为和不可预测性。天文学家认为,FRB的滑音哨行为可能与它们的辐射机制或传播环境有关,而FRB的不可预测性可能与它们的激发机制或演化过程有关。天文学家需要更多的观测数据和理论模拟,来探索这些可能性,并与其他FRB进行比较,以找出它们的共性和差异。

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