快速射电暴(FRB)是一种持续仅数毫秒的巨大射电辐射闪光,在此期间其亮度可瞬间超越所在星系的所有其他射电源。这些耀斑如此明亮,即使远在宇宙另一端数十亿光年外也能被观测到。
这些短暂而耀眼的信号源至今未知。但科学家现在有机会以前所未有的精度研究快速射电暴。一个科研团队在大熊座方向距地球约1.3亿光年处探测到一个近距超亮快速射电暴“RBFLOAT”。这是迄今探测到距离最近的FRB之一,同时也是最明亮的,使科学家得以最近距离观察FRB及其产生环境。
“从宇宙尺度来看,这个快速射电暴就在我们隔壁,这意味着我们有机会以极高精度研究一个相当典型的FRB。”麻省理工学院物理系副教授Kiyoshi Masui说。
8月21日,相关研究结果发表在《天体物理学快报》上。
源自邻近星系的惊人“RBFLOAT”射电爆,为研究这些神秘闪光周围环境提供了更清晰的视角。图源:MIT
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新探测的清晰度得益于加拿大氢强度测绘实验(CHIME)的重大升级,显著提升了精度。自2018年开始观测以来,CHIME已探测到约4000个来自太空各处的快速射电暴。但直至目前,该望远镜一直无法精确定位每个快速射电暴的位置。
“想象一下我们在纽约,而佛罗里达有一只萤火虫仅发光千分之一秒(这通常是FRB的持续时间),将FRB定位到宿主星系的特定区域,就相当于不仅要找出萤火虫来自哪棵树,还要确定它停在哪根树枝上。”麻省理工学院研究生Shion Andrew解释说。
升级后的CHIME望远镜阵列不仅确定了FRB的具体星系,还定位了爆发源自星系的哪个区域。FRB的精确定位使科学家能够研究信号周围环境,以寻找产生此类爆发的线索。
“随着我们对FRB获得更精确的观测,就能更好了解它们来源环境的多样性。”麻省理工学院物理博士后Adam Lanman表示。
除了精确定位新FRB的太空位置,科学家还回溯了CHIME数据,查看过去是否在同一区域发生过类似耀斑。自2007年发现首个FRB以来,天文学家已探测到4000多次射电爆发。其中大多数是单次事件,但约有百分之几被观察到会重复闪现,还有极少数重复爆发会呈现规律模式(如节奏性心跳)后才逐渐消失。围绕快速射电暴的核心问题在于:重复爆发与非重复爆发是否源自不同机制。
科学家查阅了CHIME六年数据,但一无所获:这个新FRB似乎是单次事件,至少过去六年来如此。鉴于该爆发的邻近性,这些发现尤其令人兴奋。由于其距离近、亮度高,科学家可以探测爆发内部及周围环境,寻找可能产生非重复FRB的线索。
“我们正朝着每年定位数百个FRB的目标迈进。希望更大规模的FRB样本及其宿主环境定位,能帮助揭示这些群体的多样性。”Andrew表示。
相关论文信息:https://10.3847/2041-8213/adf62f
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