在一个辉煌的发现中,科学家们已经弄清楚了一个由一颗死亡的中子星周围磁场产生的快速射电暴的起源。
它的出现可以追溯到一个来自遥远星系的弯曲光芒。一项发表在《自然》杂志上关于这种发光现象的新研究,为快速射电暴——一种短时间内释放大量能量的无线电波爆发——提供了一个更新的视角。
快速射电暴 20221022A
快速射电暴(FRB)被认为源自致密天体,如中子星(超新星爆发后留下的超巨星)和可能的黑洞,它们产生的闪烁效应持续吸引着天体物理学家的目光。这种光芒虽然只持续了千分之一秒,但其能量足以超越整个星系。
自2007年首次发现FRB以来,研究人员一直致力于解开其产生的奥秘,最近他们锁定了一个具有突破性结果的FRB。一个来自麻省理工学院的天文学家团队发表了这项研究,指向了FRB 20221022A,这是一个先前发现的、来自约2亿光年外星系的FRB。
这个FRB之所以如此特别,是因为其独特的形成机制为理解这些能量爆发的形成方式提供了新的视角。
关于FRB位置的争论
多年来,关于FRB的确切成因以及其产生地点的问题一直悬而未决。科学家们想知道FRB是主要在离源近的地方产生还是离源远的地方产生。新的研究似乎朝着某个方向推动了这一进展。
分析FRB 20221022A的研究团队声称,它起源于其源头附近,距离一颗旋转的中子星约10,000公里。他们断言,FRB的诞生之地很可能是在中子星的磁层——环绕天体的磁化区域。此前,关于射电暴能否逃脱磁星(一种具有强大磁场的 the neutron star)的强力环境的说法一直存在怀疑。
FRB 20221022A 的案例与一个先前提出的模型不同,该模型认为FRB是作为冲击波的一部分,这些冲击波被推离致密天体。
为了收集更多关于FRB未解起源的证据——并确认它们是形成在中子星等天体附近还是远离它们——研究人员转向了加拿大氢强度测绘实验(CHIME),这是一个位于不列颠哥伦比亚省的射电望远镜,包含四个半管状反射器。通过接收来自宇宙中氢的无线电波,CHIME已探测到数千个FRB。
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闪烁的意义
FRB的所在之处已经通过它们的闪烁效应得到了考虑——这是一种光线穿过某些介质(如星系内的气体)的效应。例如,当星光穿过气体时,它会以一种使星星在夜空中看起来闪烁的方式弯曲。
研究人员应用了闪烁测量来确定FRB出现区域的相对大小。他们声称,一个较小的区域将与爆发现象发生在靠近源头(可能在中子星的磁层内)相关联,而一个较大的区域将与爆发现象发生在远离源头相关联。
这时,于2022年首次被CHIME探测到的FRB 20221022A登上了舞台。尽管它的亮度标准,但麦吉尔大学的另一个研究团队注意到它有一个显著的特征:来自爆发的光具有高度偏振性,并且偏振角度产生了一个S形曲线。这意味着FRB的发射站点正在旋转,这通常发生在脉冲星(快速旋转、磁化的中子星)中。
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近距离观察FRB
这种独特的偏振模式表明,FRB的信号可能源自中子星附近。
以这些知识为跳板,麻省理工学院的研究人员致力于证明FRB与其源头的近距离。通过分析CHIME的数据,他们发现来自FRB宿主星系的气体正在过滤无线电波并导致其弯曲。
这些气体引发了一些闪烁现象,使研究人员能够聚焦FRB的所在地,并确认该爆发来自一个非常小的区域,估计宽度约为10,000公里。
新研究的结果,以及麦吉尔团队的额外发现,首次表明FRB可以从中子星湍流磁层附近产生。鉴于CHIME每天收集到多个FRB的证据,还有很多机会可以揭示宇宙中不同爆发的起源。今后,评估闪烁效应将成为一个重要的研究方法,因为研究人员将继续寻求解答FRB起源的答案。
文章来源
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Nature. 利用闪烁效应限制快速射电暴的磁层起源
NASA. 哈勃发现最遥远快速射电暴的奇异归宿
NASA. 中子星很奇怪!















