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天文学家通过多色无线电排除快速射电暴FRB起源的一个主要模型

天文学家通过多色无线电排除快速射电暴FRB起源的一个主要模型

天文学家通过多色无线电排除快速射电暴FRB起源的一个主要模型

天文学家通过多色无线电排除快速射电暴FRB起源的一个主要模型

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,快速射电暴(FRB)是我们这个时代最引人入胜的宇宙之谜之一,现在我们可能离找出它们的成因又近了一步。通过在一批重复信号中同时检查多个“射电颜色”,天文学家已经排除了它们起源的一个主要模型。

这种现象的名称并没有给人们留下太多的想象空间--快速射电暴是仅持续几毫秒的射电噪声的急剧爆发。自从几年前被发现以来,FRB已经从天空的各个角落被探测到。一些是昙花一现的奇迹,一些则周期性地或看似随机地重复。究竟是什么产生了它们还不得而知,但越来越多的证据指向被称为磁星的高磁化中子星。

一个有趣的信号叫做FRB 180916B,它精确地以16天为周期重复,在休眠12天之前,它会在4天内触发一连串的活动。它被追溯到约5亿光年之外的一个星系,但尚不清楚它的起源点的当地环境是什么样子的。

在这项新研究中,一组天文学家正在测试一种特殊的假设,即信号如何有规律地重复。故事是这样的:两颗中子星被锁定在一个近距离的轨道上,每一颗都释放出一种叫做“恒星风”的气体。当这些风碰撞时,激波前沿会产生无线电波等辐射,这种周期性可以解释为它们围绕彼此运行的产物。这就是所谓的二元风模型。

为了验证这是不是发生了什么,天文学家们同时检测了来自180916B的两个不同波长的FRB信号。

该研究的论文第一作者Inés Pastor-Marazuela指出:“来自快速射电暴源的强劲恒星风预计会让大多数蓝色短波射电光逃离系统。但更红的长波射电应该被阻挡得更多,甚至完全。”

为了验证情况是否如此,研究小组连接了两个望远镜--LOFAR和Westerbork合成射电望远镜(WSRT),这两个望远镜都在荷兰。它们每个都在不同波长观测到相同的FRB--WSRT在较短的21厘米的“蓝色”波长中观测到,LOFAR则在非常红的3米。结果出乎意料。

Pastor-Marazuela指出:“一旦我们分析了数据并比较了两种无线电颜色,我们非常惊讶。现有的双风模型预测,这些爆发应该只会发出蓝色的光或至少会在那里持续更长时间。但我们看到了两天更蓝的射电暴,然后是三天更红的射电暴。我们现在排除了原来的模型--肯定有别的原因。”

研究小组表示,这一发现表明,FRB源必须位于相当干净的环境中,它不像之前提出的那样受到电子云的阻碍。相反,它指出一颗孤立的磁星是引发这一现象的原因,这跟许多其他的观测结果相吻合。

天文学家无疑将继续研究快速射电暴并慢慢拼凑谜底,一直到找到答案。

相关报道:低频快速射电暴存在周期活动

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(冯维维):快速射电暴(FRB)是一种银河系外的天体物理瞬变现象,需要发射器具有高能量,且足够紧凑,才能产生持续时间短、毫秒长的暴。到目前为止,在8千兆赫到300兆赫的频率上已经探测到快速无线电暴,但低频发射仍然难以捉摸。

有些FRB是重复的,其中最频繁被检测到的FRB 20180916B7的周期为16.35天。作者研究表明,FRB 20180916B7的频率可达120兆赫,并且其活动窗口与频率有关。频率越高,窗口越窄,时间越早。双风相互作用模型预测更高频率下的窗口更宽,这与作者的观测结果相反。全周期覆盖显示16.3天的周期没有混叠。

作者建立了低频FRB发射能够逃脱局部介质的理论。对于相同流量的突发,FRB 20180916B在200兆赫兹以下比1.4兆赫兹更活跃。作者研究证明,有些FRB是在不吸收或散射低频辐射的“干净”环境中发现的。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03724-8




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