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

  • 多彩活动迎接教师节

  • 最大直径高铁盾构机“领航号”完成二次始发

独家策划

推荐阅读
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
9月7日,工业和信息化部印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,其中提到,“探索太空算力技术前瞻研究”。
2026-09-09 09:21
手机为什么突然集体涨价?答案不在手机行业
2026-09-09 09:13
慕思以“焕活芯生,越睡越懂你”为主题发布年度新品。
2026-09-08 21:10
金星没有卫星。但预印本平台arXiv近日公布的一项模拟研究显示,它在近20亿年的时间里可能拥有过一颗卫星,直到最后将其吞噬。厘清这一过程,有助于了解金星过去的宜居性。
2026-09-08 10:19
近日,生态环境部、科技部、中国人民银行、国务院国资委、金融监管总局等五部门联合印发《关于推动生态环境领域科技创新多元化投入的指导意见》。
2026-09-08 10:13
近日,由中国科学院紫金山天文台、国家天文台、清华大学等组成的研究团队,利用“中国天眼”(FAST)、南非MeerKAT射电望远镜和加拿大—法国—夏威夷光学望远镜,首次在银河系一个古老疏散星团的潮汐尾中直接识别出一颗脉冲星。
2026-09-08 10:04
日前,在国家科技传播中心举办的“新天工开物”科技成就发布会上,曹新有带来了三粒麦种——“济麦22”“济南17”“济麦44”,它们种出的麦子,可不止香在嘴里。
2026-09-08 10:03
北京大学城市与环境学院彭书时、物理学院沈路路研究团队联手国内外合作者首次阐明了甲烷“平台期”的维持机制:排放在涨,只是大气里清甲烷的“清洁队”恰好扩编了。
2026-09-08 10:02
从丝绸、茶叶、瓷器、中药,到酿造、工艺美术、文房四宝,这些文化底蕴深厚的中华传统特色产业均属于历史经典产业。
2026-09-07 17:14
延续已久的“手工科研”模式正在被一种全新的力量改写。
2026-09-07 16:44
加载更多