? ? 很久以前,在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系里,某個(gè)神秘的天體向宇宙發(fā)射了一次射電暴。去年9月,澳大利亞內(nèi)陸西部的一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡陣列捕捉到了這個(gè)強(qiáng)勁的“脈搏”。盡管這個(gè)信號(hào)只持續(xù)了幾毫秒,科學(xué)家們還是追蹤到了這場(chǎng)射電暴的源頭:位于天鶴座方向、遠(yuǎn)在36億光年左右的一個(gè)星系??茖W(xué)家根據(jù)發(fā)現(xiàn)日期,將其編號(hào)為FRB 180924。
過(guò)去十年左右,天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百次這類宇宙“脈搏”,但他們發(fā)現(xiàn)單次射電暴并隨后確定其來(lái)源,卻是第一次。一般而言,確定這類快速射電暴(FRB)的來(lái)源,有助于科學(xué)家進(jìn)一步縮小對(duì)這種極強(qiáng)爆炸產(chǎn)生機(jī)制的猜測(cè)范圍。近日,該研究發(fā)表在了《科學(xué)》期刊上。
該研究的作者、澳大利亞聯(lián)邦科工組織的Keith Bannister稱:“定位至關(guān)重要。希望以后的幾次定位,能夠讓我們了解這一現(xiàn)象有多么多元化。這對(duì)理論學(xué)者們理解其原理非常有幫助。”
然而,截至目前,這次新的觀測(cè)結(jié)果卻讓謎題愈加撲朔迷離。
射電暴領(lǐng)域頂級(jí)專家之一、荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的Emily Petroff稱:“我不知道我們距離解開(kāi)射電暴真相的謎團(tuán)是否更近一步,但是這項(xiàng)研究卻讓我們對(duì)射電暴的全貌有了更完整的了解?!?/p>
爆炸得好
快速射電暴首次被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)是在大約10年前。當(dāng)時(shí),美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)的天文學(xué)家Duncan Lorimer在澳大利亞帕克斯天文臺(tái)搜集的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),無(wú)線電波有一個(gè)短暫的爆發(fā)。當(dāng)時(shí),一些天文學(xué)家質(zhì)疑這個(gè)爆發(fā)的來(lái)源,因?yàn)樗謴?qiáng)烈,而且似乎來(lái)自非常遙遠(yuǎn)的地方,很多天文學(xué)家推測(cè)這只是星系間奇異現(xiàn)象的一個(gè)普通信號(hào)而已。
但隨后出現(xiàn)了更多次爆發(fā),其中一些還被不同的望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn)。于是,天文學(xué)家開(kāi)始認(rèn)真起來(lái),尋找這些射電暴的起源。早期的理論推測(cè),射電暴來(lái)自于消失中的黑洞、宇宙大災(zāi)難、致密的死亡恒星,當(dāng)然,也少不了智慧的外星生物。但是,射電暴轉(zhuǎn)瞬即逝,捕捉并研究它都異常困難。
2016年,天文學(xué)家利用設(shè)在波多黎各的阿雷西博天文臺(tái)發(fā)現(xiàn),射電暴FRB 121102在持續(xù)爆發(fā)。與其它射電暴不同,F(xiàn)RB 121102至今都未停歇。2017年,科學(xué)家最終測(cè)定它來(lái)自于大約30億光年外的一個(gè)矮星系中的一片奇怪的小斑點(diǎn)。
現(xiàn)在,關(guān)于射電暴的最領(lǐng)先的理論之一認(rèn)為,射電暴來(lái)自年輕而又磁性極強(qiáng)的中子星(磁星)。這類磁星曾經(jīng)是巨大的恒星,卻活得短,死得快。但是,盡管澳大利亞、俄羅斯、美國(guó)、加拿大的眾多望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百次快速射電暴,但其來(lái)源仍然無(wú)人知曉。
新的希望
正因如此,Bannister及其同事們急切地把澳大利亞的平方公里陣列天文望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)天空,搜尋這些飛逝的天文現(xiàn)象。
該望遠(yuǎn)鏡陣列由36架射電拋物面天線組成,分布在5平方千米的范圍內(nèi)。天文學(xué)家可以利用射電暴到達(dá)不同射電天線的微小時(shí)間差,確定射電暴的位置。2018年9月24日,該望遠(yuǎn)鏡陣列在運(yùn)行專門軟件來(lái)定位單次射電暴時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“獵物”,正是前文所說(shuō)的非重復(fù)性單次快速射電暴FRB 180924。
美國(guó)夏威夷和智利的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行后續(xù)觀測(cè),幫助該團(tuán)隊(duì)確定這次射電暴的來(lái)源是位于大約36億光年外的一個(gè)星系。準(zhǔn)確地說(shuō),這次射電暴來(lái)自一個(gè)巨大的、可能酷似銀河系的螺旋星系的邊緣,只不過(guò)該星系里主要是古老的恒星。
Bannister說(shuō):“這個(gè)宿主星系其實(shí)相當(dāng)無(wú)趣。宇宙里的大多數(shù)恒星都存在于這類星系中。所以,恒星沒(méi)啥稀奇的,但是,它與FRB 121102的宿主星系卻大不相同?!?/p>
與FRB 121102來(lái)源的那個(gè)奇怪的矮星系相比,這個(gè)星系大1000倍,而且內(nèi)部恒星生成的速度慢得多。若果真如此,則意味著新生成的死亡恒星(如磁星)不應(yīng)該存在于此,因?yàn)?,能塌縮成致密死亡恒星的膨大恒星通常都存在于恒星生成速度更快的地方。換言之,F(xiàn)RB 180924可能并非來(lái)源于磁星,與目前最領(lǐng)先的那套理論相悖。
Petroff說(shuō):“這些星系之間的差異這么大,令人困惑,不過(guò),我想這正好是在告訴我們,我們還需要更多地了解快速射電暴的宿主星系。這次的射電暴不像FRB 121102處在一個(gè)矮星系里,從某種程度上說(shuō),令我松了口氣,畢竟那樣就太簡(jiǎn)單了!”
那么,天文學(xué)家們打算做些什么呢?隨著科學(xué)家觀測(cè)到更多射電暴,他們將追蹤到射電暴的來(lái)源,然后,他們希望能進(jìn)一步破解快速射電暴的謎題。Bannister等人推測(cè),最終,他們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生射電暴的宇宙動(dòng)力源不止一個(gè)。
Bannister說(shuō):“我傾向于認(rèn)為有多種方式產(chǎn)生快速射電暴??茖W(xué)家們可能會(huì)有一種內(nèi)在的欲望去把一切大一統(tǒng),但有時(shí)候,大自然卻比我們更有智慧?!?/p>
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