点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?

来源:光明网2020-03-06 14:44

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  小天最近听说,有天文学家首次观测到了具有稳定周期的快速射电暴(FRB),这也是唯一已知的此类快速射电暴,以16天为周期循环出现,对该快速射电暴的发现和解释一旦确认,或将会带来革命性影响。听起来这么厉害,自然要来解读一番,听听国家天文台陈学雷研究员怎么说~

  Q:什么是快速射电暴?最早是什么时候发现的?

  陈学雷:快速射电暴(英文简称FRB)是一种在天空中突然出现的射电爆发,短时间内可以达到相当高的亮度,但一般持续时间只有毫秒量级。

  这种现象最初是美国天文学家洛里默(Lorimer)在分析澳大利亚帕克斯(Parkes)望远镜于2001年进行观测记录的数据时发现的。洛里默在2007年发表了这一结果,但因为当时只有一个孤例,因此人们对于其真实性还持怀疑态度。2012年到2013年前后,人们又发现了多起类似事件,特别是索顿(Thorton)等人在2013年的论文中公布了4例FRB后,人们认识到这应该是种常见现象,于是开始积极搜寻FRB,目前已经发现了很多。

5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?  

图1:由Duncan Lorimer发现的第一个快速射电暴FRB 010724 (Lorimer et al. 2007, Science, 318, 777L)

  Q:这次发现的快速射电暴有哪些特点?

  陈学雷:此前人们观测到的大部分快速射电暴是不重复的,少数虽然重复爆发,但爆发的时间是随机的,看不出明显的规律性。这次的FRB是最早于2018年发现的,经过从2018年9月16日到2019年10月31日的持续观测,加拿大CHIME FRB团队发现其爆发中存在显著的周期性,周期为16.35天。也就是说,每隔16.35天,就会有一段爆发比较频繁发生的时间。

5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?  

图2:CHIME望远镜

  Q:它的源头是位于约5亿光年外的一个漩涡星系中,科学家是如何判断它的位置的?

  陈学雷:对于快速射电暴,目前在首次发现的时候人们往往并不能精确定位,这是因为发现射电暴的望远镜往往追求大视场,相当于广角镜头,角分辨率一般不是很高,只是粗略知道其方位。这时也可以从单次观测数据中粗略估计其距离,因为电波在穿过宇宙空间中的等离子体时会发生色散现象,也就是说频率高的信号会比频率低的信号早一点到达,传播的距离越远,穿过的等离子体越多,色散就会越强烈。因此根据不同频率信号到达的时间差,就可以估计出色散量,进而估计其距离,但是这种估计往往有较大误差,因为等离子体的分布并不是完全均匀的,有的地方多一些,有的地方少一些。

5亿光年外传来重复快速射电暴 这意味着什么?

图3:不同频率电磁波受色散影响,到达探测器的时间不同 图片来自:https://phys.org/news/2018-04-fast-radio.html

  对于重复射电暴,人们既然知道其频繁发生,就可以调用角分辨率更高的望远镜进行监视,从而更精确地测定其方位。像这一个,人们对它的角测量精度就足够高,从而能看出它在某个旋涡星系中。

  Q:目前认为快速射电暴的产生与什么有关?为什么?

  陈学雷:目前人们还不能完全确定快速射电暴的产生机制,学者们已经提出了几十种不同的理论模型。不过,大部分理论模型与致密天体特别是中子星有关。这是因为,快速射电暴持续时间非常短,亮度又非常高,这要求有一种能在很短时间、很小的空间尺度上释放大量能量的机制,而且我们往往看到射电辐射而没有看到其它波段的辐射,说明这种辐射不是通常的高温辐射,而是一种相干激发的电磁场辐射。

  中子星体积小(半径是几十公里量级)、密度高、快速旋转,并往往伴有极高强度的磁场,如果产生这种强烈的相干辐射是不太令人意外的。当然,目前这仍然还是一些假说,到底是不是由中子星产生的辐射,产生的具体机制,有没有多种起源,这些问题都还需要进一步研究。

  Q:研究快速射电暴有哪些难点?此次发现稳定周期快速射电暴有哪些意义?

  陈学雷:现在已公布的重复快速射电暴已经有二十多个了,另外据说还有一些尚未公布。那些未重复的快速射电暴是真的完全不重复?还是其实也重复但只是因为发生频率太低没有被发现?目前我们还并不清楚。当然,研究快速射电暴的一个难点就在于从单个事件数据里能推测出的信息太少,所以重复暴具有很大价值,一方面更精确的定位使我们了解它所处的星系和在星系中的位置,另一方面从其重复爆发的亮度、时间等分布也可以分析其爆发机制。

  此次发现的稳定周期当然很有意义。我们知道,天文学的起源其实就来自人类对周期性的认识:日出日落、月亮的盈缺、四季的变换、行星的会合等等,因此可以说周期性是天文学家最重要的观测线索之一。就本次而言,如何产生这种十几天的周期性?人们目前有一些不同的推测:有可能快速射电暴的源是处在双星系统中的中子星,那么双星的公转就提供了一种周期性的起源;孤立的中子星也有可能存在转动轴的进动,从而导致周期性。这些都有待进一步的研究验证,但显然这种周期性提供了重要的线索。(蔡琳)

  受访专家:陈学雷,中国科学院国家天文台研究员,主要从事暗物质、暗能量、星系大尺度结构等宇宙学研究。

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 南京大屠杀又添新证

  • 云南普洱:博览会上的茶咖相遇

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多