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快速射电暴源于何处?新发现正在接近真相

2020-05-18 10:05 点击:21次 耀 发现 数据 mini

来源:科技日报

天闻频道

实习记者 代小佩

近日,世界各地射电天文台都报告说:在银河系内捕捉到了一个强烈的、长达1毫秒的快速射电暴。科学家们希望,进一步的研究能证明这的确是来自银河系内的宇宙信号。

尽管时间很短,但快速射电暴的能量却高得吓人,其一次性释放的能量堪比太阳在一天内释放的能量。

然而这头残暴的能量“猛兽”,其来源却一直是个谜团。天文学家表示,如果证实最新发现的快速射电暴来自银河系内,或许很快就能帮助我们揭开快速射电暴的起源之谜。

磁陀星震动,还是天体碰撞?

“近年来,快速射电暴事件成了天文学领域的热点之一。很多人推测,快速射电暴是由磁陀星(magnetar)产生的。”中国科学院国家天文台研究员陈学雷在接受科技日报记者采访时表示,由于快速射电暴在短时间内快速暴发,所以天文学家认为,它由质量大、体积小、磁场强的天体发出的可能性较大。

而磁陀星恰好符合“孕育”快速射电暴的条件。中子星是宇宙中除了黑洞以外最致密的天体,而磁陀星是一种具有异常强磁场的中子星。陈学雷表示,快速射电暴的发生好比磁陀星发生地震效应,即磁陀星因壳层缺陷及应力作用等发生震动,可称之为星震。

但我们并不能确定快速射电暴究竟是否来源于磁陀星。

有人认为,两颗白矮星相撞,造成超新星爆发,会放出快速射电暴;有人认为,两颗中子星相撞,在它们合并前会放出快速射电暴;还有人认为,一些中子星可能因自身质量太大坍缩成黑洞或发生爆炸,释放出快速射电暴。除此之外,小行星撞击中子星、宇宙弦释放能量、外星人发出信号……各种模型及说法不一而足。

美国内华达大学拉斯维加斯分校理学院副院长张冰教授表示,目前还没有绝对证据支持某一种模型,但有些模型已受到观测数据的限制和挑战。

“快速射电暴起源于磁陀星只是解释之一。不过,此次发现增加了这一说法的可信度。”陈学雷称。

银河系内,还是银河系外?

此次研究的重点,在于判断快速射电暴是否来源于银河系内部。研究者一度认为,快速射电暴来自银河系外。张冰表示,被捕捉到的快速射电暴多来自高银纬,即不在银河系盘面上;且具有高色散特征,这表明视线方向的电子比银河系内的要多得多。这两个特点表明,快速射电暴可能来源于银河系外,甚至来自宇宙深处。

远望莫如近观,由于这些快速射电暴来自遥远的宇宙,天文学家很难判断它们是不是由磁陀星产生。

幸运的是,这一次“被抓住”的快速射电暴来自可识别的磁陀星SGR 1935+2154,而且它离地球足够近。如果能够证实,科学家距离揭开快速射电暴起源之谜,也随之近了一步。

美国加州大学伯克利分校的丹·维尔海默表示:“当你拥有两座观测设施时,你就能够利用三角测量法估算信号源的距离,从而判断其是否来自地球附近。”

“快速射电暴发生在银河系外还是系内,与具体语境有关。快速射电暴到底在多远的地方闪耀,其实很难准确判断。”陈学雷告诉科技日报记者,“之前捕捉到的快速射电暴都在遥远的银河系外,可能是因为银河系外的宇宙空间更为广阔,发生快速射电暴的概率更大。银河系内范围小,发生快速射电暴的概率低,但并不意味着没有发生的可能。”

陈学雷表示,这一次观测到快速射电暴事件,得益于采取了多波段观测手段。“这启示我们,单纯用射电望远镜观测快速射电暴还不够,结合其他波段的望远镜可以获得更加丰富的细节和更加全面的景象,有利于深刻认识快速射电暴。”他说。

另外,也不能忽视磁陀星的“指示”作用,磁陀星SGR 1935+2154是银河系内已知的磁陀星之一。那么,是否能通过瞄准磁陀星来锁定快速射电暴呢?“磁陀星本来也是天文学家积极观测的对象,但是作为一种活动天体,它的状态随时间不断变化,在平常盯着看可能有点类似守株待兔。但这次该星发生了一系列活动,因此很多望远镜都进行了观测。以后如果发现某磁陀星进入活动状态,天文学家们也会积极关注。”陈学雷说。

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