加拿大氫強度繪圖實驗望遠鏡(CHIME)取得了自2017年9月落成以來的第一個重量級成果:探測到13個全新的快速射電暴,其中1個為重復信號。
相關論文的兩篇論文同時發(fā)表在北京時間1月10日凌晨發(fā)表在世界頂級學術期刊、英國《自然》雜志(Nature)上。
射電通常也被稱為無線電,也是一種光波,在宇宙中廣泛存在,能量遠低于我們最熟悉的可見光。脈沖星就是一種著名的射電源,這種致密星體在旋轉過程中有規(guī)律地向地球傳遞光波,一度被人視作外星文明的訊息。如今,脈沖星的謎團雖已揭開,宇宙中還有許多尚未明確源頭的射電信號。
快速射電暴(FRB)就是一種物理起源尚不明確的銀河系外射電束,持續(xù)時間通常只有幾毫秒。一個持續(xù)5毫秒的明亮射電暴在2001年8月抵達澳大利亞的Pakes望遠鏡,但直到2007年才被美國西弗吉尼亞大學天文學家鄧肯·福利莫(Duncan Lorimer)確認為一種新的天體物理信號,而非設備故障。
澳大利亞的Pakes望遠鏡接收到首個快速射電暴
從那以后,學界一共接收到了50至60個類似的快速射電暴,最低頻率為700兆赫茲。其中只有一個“閃了不止一次”:2016年,天文學家報告了一例重復的快速射電暴,并在2017年1月確定了信號源距離大約為25億光年。
這次探測到的重復快速射電暴至少閃了6次,距離地球約15億光年,比上次的重復信號縮短了接近一半。作者指出了兩次重復暴的一些相似之處,表明兩者或許具有類似的輻射機制或傳播效應。
既然無獨有偶,作者相信未來或許能找到更多的案例。
關于神秘的重復快速射電暴的來源,科學家們也有諸多猜測。2018年1月的一項研究顯示,荷蘭團隊在阿雷西博天文臺對當時唯一已知的重復快速射電暴的16次爆發(fā)進行了分析,推算其源頭位于磁場強度極大、溫度極高的環(huán)境中,與超大質量黑洞的周邊類似。荷蘭科學家懷疑那是一顆位于上述環(huán)境中的中子星。
哈佛大學理論物理學家Avi Loeb則拋出過一個頗為吸引眼球的“外星光帆”理論:據他計算,如果高級的外星文明利用激光加速“光帆船”進行星際穿越,產生的信號正好會與人類觀測到的快速射電暴相似。不過,他的計算并未在學界得到廣泛認同。
其余猜測還有黑洞蒸發(fā)、低亮度的活動星系核等。這些理論尚需此次和未來更多案例的驗證。
值得一提的是,論文報告了CHIME望遠鏡在2018年8月份左右發(fā)現的共計13個快速射電暴,其中至少有7個的頻率在400兆赫茲附近,刷新了最低記錄。研究低頻信號及其傳播到地球的方式,天文學家們就有望窺見信號源頭所處環(huán)境的一隅。比如,信號源是否位于新生的星團之中,被動蕩的氣體環(huán)繞?
CHIME望遠鏡將成快速射電暴探測主力軍
CHIME望遠鏡位于加拿大英屬哥倫比亞省的彭蒂克頓郊外,由4臺百米長的半圓柱形反射面板組成,負責巡視整個北半天。它的設計任務主要是給80億至100億年前的宇宙黎明“繪圖”。那時候,宇宙中還沒有現在這么多星星,星系間充滿了中性氫。這臺落成不到1年半的新望遠鏡尚未把靈敏度調到極限,未來可期;鹆θ_后,CHIME沒準一天就能探測到幾十個快速射電暴。
中國科學院國家天文臺研究員茍利軍就此向澎湃新聞(www.thepaper.cn)解讀道:“很遺憾的是,因為這些爆發(fā)持續(xù)時標很短,很難進行后續(xù)追蹤,這也是為什么到目前為止還沒有弄清楚其本質的最大障礙。”
“應該說這與外星信號無關,所有與外星人聯系在一起的都是聳人聽聞。”
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