神秘的无线电信号可能来自一颗潜伏在超大质量黑洞附近的僵尸恒星

五年后,科学家们可能已经弄清了银河系外神秘无线电波爆炸的原因:它们来自极端环境中的一颗僵尸恒星。在一项新的研究中,天文学家认为这可能解释了这些奇怪的星系间无线电波,即所谓的快速射电爆发。这可能是我们对导致它们的原因的最好解释。...

五年后,科学家们可能已经弄清了银河系外神秘无线电波爆炸的原因:它们来自极端环境中的一颗僵尸恒星。在一项新的研究中,天文学家认为这可能解释了这些奇怪的星系间无线电波,即所谓的快速射电爆发。这可能是我们对导致它们的原因的最好解释。

自2007年以来,快速无线电波爆发(FRB)一直是天文学家们最大的谜团之一。这些强烈的无线电波爆发来自我们银河系之外,一次只持续几毫秒。没有人确切地知道是什么导致了它们,而且研究它们是非常困难的,因为它们是如此的简短。据认为,宇宙中每秒产生一个FRB,但在过去十年中,从地球上探测到的FRB只有20个。

幸运的是,其中一个FRB,称为FRB 121102,与其他FRB不同:它是已知的唯一一个重复的FRB。在2012年被发现后,天文学家已经能够观察到这一事件,因为它一次又一次地掀起波涛。他们发现来自FRB的波实际上是扭曲的——这表明它们在到达我们的星球之前已经通过了一些高磁化的物质。一个找到这样材料的好地方?星系的核心。”“如果你考虑星系中具有这种性质的区域的类型,唯一的区域是围绕银河系的中心,那里有一个超大质量黑洞,”阿姆斯特丹大学的天文学家Jason Hessels和这项发现的自然研究的主要作者,告诉了这一点。

当然,还有其他方法可以通过其他高磁化材料,Hessels和他的团队愿意接受其他人的解释。弄清楚FRB发源地周围的环境会让科学家们更接近于了解这些无线电波的起源。

科学家们已经提出了一些可能导致FRB的想法。也许这些波是在灾难**件中产生的,比如两个稠密的黑洞相互撞击。或者,它们可能是由某个东西坍缩成黑洞并被撕裂而引起的。但这些情景并不能完全解释FRB 121102;任何产生波浪的东西都不能被摧毁。”如果源是重复的,它需要继续产生这样的爆发,”Hessels说。

这就是为什么天文学家认为来自FRB12102的波可能来自一个被称为中子星的恒星尸体,中子星是恒星坍塌后留下的致密核心。特殊类型的中子星可以周期性地发出辐射闪光,这可以解释重复波。但是我们在FRB12102上看到的波非常明亮,比中子星在很远的地方产生的能量还要大。天文学家认为这些波来自30亿光年以外的星系,这意味着它们必须具有超强的强度才能与我们所看到的相符。

为了进一步了解辐射源,Hessels和他的团队利用波多黎各的阿雷西博天文台和西弗吉尼亚州的格林班克望远镜观测了来自这个星系的射电爆炸,最终在2016年和2017年测量了16次。在分析数据时,他们发现了无线电波的失真。通常,无线电波的自然爆发会使波长向多个方向移动。但来自FRB 121102的波似乎都朝着一个类似的方向移动,这就是所谓的极化效应。”这就像太阳镜如何减少雪反射的眩光。“它们只对特定方向的光线敏感,”Hessels说这盏灯有一个优先的方向。”

当偏振光通过强磁场时,它实际上会扭曲。Hessels发现无线电波信号被扭曲得太厉害了,它们一定是通过了非常热的超磁化材料。超大质量黑洞周围的区域符合这一要求。黑洞周围环绕着巨大的气体和尘埃圆盘,当黑洞向黑洞向内旋转时,会被过热和磁化。这可以解释扭曲,以及为什么FRB12102的信号如此明亮。有可能这种材料就像一个放大镜,当无线电波通过时放大信号。

Hessels和他的团队也对这种扭曲提出了其他解释。也许这些波正穿过一个强磁化的气体星云。或者是产生信号的中子星最近在一颗超新星中爆炸,波穿过恒星的外壳,而这颗恒星是在猛烈的死亡过程中被炸掉的。然而,研究人员认为超大质量黑洞是目前最好的解释,其他人也同意。”事实上,我们看到的那种扭曲的唯一环境是银河系在我们银河系的部分。”西弗吉尼亚大学的天文学家Duncan Lorimer发现了第一个FRB,他没有参与这项研究。

这是在不断寻找FRB的过程中迈出的一大步。但今天的发现可能仅限于解释FRB 121102的重复信号。我们看到的其他FRB可能来自其他类型环境中完全不同类型的源。”这是已知的唯一一个重复的,因此我们可以研究FRB的一个非常特殊的亚类,而不是整个人群的代表性,”Lorimer说。

希望在未来的几年里能发现越来越多的FRB,帮助科学家解开谜团。强大的新型射电望远镜即将上线,它应该能够更频繁地接收FRB。当我们发现更多的这些无线电脉冲时,我们也许能够了解更多关于它们的信息——特别是如果我们找到另一个重复的脉冲。”我们希望在未来几年内找到几十个,甚至数百个这样的来源,”Hessels说不久之后,我们可能会找到下一个重复源。”

  • 发表于 2021-08-22 01:38
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