快消息!中国天眼“看到”持续活跃快速射电暴

业界 | 2022-06-14 08:35:18
时间:2022-06-14 08:35:18   /   来源: 科技日报      /   点击数:()

位于贵州的那口“大锅”,最近又炖出了一锅“好菜”。

6月9日,《自然》发表了一项快速射电暴(FRB)方面的研究成果。在中国天眼(FAST)的加持下,中国科学院国家天文台(以下简称国家天文台)等单位的研究人员发现了全球首例持续活跃的重复快速射电暴FRB 20190520B。

这一发现引起天文学家的广泛兴趣。FAST首席科学家、国家天文台研究员李菂表示:“FRB 20190520B有着非常奇特的特性,在国际天文界引起了广泛关注,开启了一个新的热点研究方向。”

它的家在距离我们30亿光年的矮星系

快速射电暴是宇宙中一类神秘的爆发现象,可以在一毫秒内爆发出大约太阳一年才能辐射出的能量。2007年被发现以来,快速射电暴一直是天文学最前沿的研究方向之一。

时间回到2019年。那时,论文第一作者、国家天文台牛晨辉博士在处理FAST观测数据时发现,5月20日的数据存在重复的高色散脉冲。“当时很激动,我们很快排除了这是脉冲星和射电干扰,确定了该脉冲来自一个新的快速射电暴。”牛晨辉说。依照国际惯例,该快速射电暴被命名为FRB 20190520B。

在后续观测中,研究人员发现FRB 20190520B并不像其他快速射电暴闪烁一次便神龙见首不见尾,而是持续活跃,一直在闪耀。

为找到这一快速射电暴的家,也就是其宿主星系,研究人员邀请美国甚大阵列望远镜(VLA)加入了观测。

由于FAST提供的位置相对精确以及FRB 20190520B非常活跃,研究人员在第一次的VLA观测中就探测到了来自FRB 20190520B的爆发,并发现了一颗与之对应的致密的持续射电源。

“这是第二例探测到伴随有致密射电持续源的快速射电暴。”牛晨辉强调。但是,这个射电持续源的对应体究竟是什么,研究人员依然未知。

随后,经研究人员邀请,美国帕洛玛望远镜和凯克望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜和日本斯巴鲁近红外光学望远镜也加入观测行列。

“在综合分析观测数据后,我们确定FRB 20190520B的家是一个距离我们30亿光年的贫金属矮星系。”牛晨辉说道。

有望建立全新的快速射电暴演化图景


【资料图】

在得到宿主星系的信息后,研究人员推算出,FRB 20190520B宿主星系贡献的色散值非常大,远远超出了其他已知快速射电暴的对应值。

“色散是电磁波信号在介质中传播时,与传播路径中的介质相互作用,造成信号的高频成分比低频成分传播快的现象。色散能够记录快速射电暴在传播时走过的路。”牛晨辉解释说,宿主星系贡献的色散值非常大,意味着FRB 20190520B爆发源附近的电子密度很高、电磁环境非常复杂。

另外,此次FAST发现的FRB 20190520B与美国阿雷西博望远镜2016年发现的FRB 20121102A非常相似。二者都极为活跃,都拥有复杂的电磁环境。

更重要的是,FRB 20190520B各方面的特征都更为极端。比如,FRB 20121102A只是存在爆发活跃期,但是FRB 20190520B从未停止爆发,目前FAST已经探测到了几百次FRB 20190520B爆发;同时,FRB 20190520B的局部电子密度分布更加复杂。

牛晨辉表示,综合FAST的近期观测数据,FRB 20121102A和FRB 20190520B很可能代表了快速射电暴的演化早期阶段,有望揭开快速射电暴起源的神秘面纱。

对此,快速射电暴领域创始人邓肯·洛里默评价说:“基于FRB 20190520B这些特征及其持续射电源的存在,我认为快速射电暴可能有不同的分类。随着快速射电暴样本的持续增长,预计未来几年内,我们能够拨开快速射电暴神秘的面纱。”

在李菂看来,未来FAST的持续观测,特别是执行“快速射电暴巡天”优先重大项目,有望建立全新的快速射电暴演化图景。 

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