天文学家探测到有史以来最亮的快速射电暴,并首次观测到其起源周围的恒星

科学家们利用两架望远镜,能够以惊人的准确性确定这一短暂现象的位置。
08月26日

3月份,天文学家探测到一个持续时间仅为百分之一秒的快速、强大的无线电能量爆发。现在,一个国际科学家团队以前所未有的速度和精度确定了它的来源。

快速射电暴(FRBs)是持续仅几毫秒的强大无线电波闪光。这使得科学家难以研究它们,因为它们消失得如此之快,而且通常是一次性的——很少有会重复。但现在,得益于两台强大的望远镜,科学家们得以对这一神秘现象有了更多了解。他们的研究结果发表在上周的两篇《天体物理学杂志通讯》(Astrophysical Journal Letters)新论文中。

3月份的FRB是由加拿大不列颠哥伦比亚省的加拿大氢强度测绘实验(CHIME)射电望远镜探测到的。该爆发被称为“RBFLOAT”,意为“有史以来最亮的射电闪光”。

直到最近,构成CHIME的射电接收器阵列还无法确定任何FRB的来源。但由于不列颠哥伦比亚省、西弗吉尼亚州和加利福尼亚州的一系列“支线”望远镜的近期完工,研究人员能够提高阵列的精度。他们将这次爆发的来源追溯到一颗名为NGC 4141的螺旋星系中一个正在形成恒星的区域边缘,该星系位于天猫座,距离地球约1.3亿光年。这使其成为迄今为止探测到的最近的FRB之一。

尽管这次爆发相对较近,但确定其位置并非易事。麻省理工学院(MIT)的天体物理学家、研究团队成员夏恩·安德鲁(Shion Andrew)在一份来自该大学的声明中解释道:“想象一下,我们在纽约,而佛罗里达有一只萤火虫,它只亮了千分之一秒,这通常就是FRB的快照。“将FRB定位到其宿主星系的特定区域,就好比不仅要弄清楚萤火虫来自哪棵树,还要弄清楚它停在哪根树枝上。”

换句话说,探测到这个快速射电暴,就像从62英里(约100公里)以外的地方看到一枚25美分硬币一样。

由于科学家们如此迅速地追踪到了FRB,这项工作标志着研究人员首次能够使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)对观测进行后续跟进,Space.com的罗伯特·利(Robert Lea)写道。在第二项研究中,科学家们将这次爆发与JWST捕捉到的红外信号进行了匹配,该信号位于爆发源附近。

天文学家们认为,这种红外光芒来自一颗红巨星或一颗巨大的中年恒星——这暗示了可能导致FRB的原因。

哈佛-史密森天体物理学中心(Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian)的研究员彼得·布兰查德(Peter Blanchard)在一份声明中说:“JWST的高分辨率让我们能够首次分辨出FRB周围的单个恒星。”“这为识别可能产生如此强大爆发的恒星环境打开了大门,特别是当这些罕见的FRB以这种详细程度被捕获时。”

科学家们仍然不知道FRB的原因。一种主流理论认为,它们与磁星有关,即超新星爆炸后留下的高磁化中子星。根据天体物理学中心的一份声明,尽管新探测到的、靠近射电暴源头的红巨星或大质量恒星可能并未直接导致FRB,但它可能有一个看不见的伴星,比如一颗从中子星那里吸取物质的恒星,可能导致了FRB。

另一种可能性是,位于FRB附近星团中的一颗大质量恒星已经坍缩成一颗磁星,这可能导致了这次爆发。“无论与这颗恒星的关联是否真实,我们都对这次爆发的来源有了很多了解,”布兰查德在声明中说。“如果双星系统不是答案,我们的研究就暗示是一个孤立的磁星导致了FRB。”

尽管科学家们对FRB的了解还有很多未解之谜,但很明显,这些强大的太空望远镜可以在未来的工作中帮助他们了解更多。

“多年来,我们一直知道FRB出现在天空的各个角落,但要精确定位它们一直是极其缓慢的过程。现在,我们可以常规地将它们与特定的星系联系起来,甚至精确到星系内的特定区域,”西北大学(Northwestern University)天文学家、研究团队成员黄玉新(Yuxin Dong)在另一份声明中说。

相关文章