时尚界 资讯 正文

“中国天眼”的新发现 ,结束了天文界持续多年的争论

2020-11-16 10:57   来源: 互联网    阅读次数:3506

中国天眼 " 的新发现结束了天文圈多年来的争论。


宇宙中突然爆发的无线电波,持续一段很短的时间,通常只有几毫秒。他们经常 "看到龙的开始和结束," 一旦出现,就没有踪迹。


在过去的十多年里,天文学家一直在收集信息,只是为了找出真相:究竟是谁发射了这个无线电波?这么快的无线电波包含了什么信息?


10 月 29 日和 11 月 5 日(Fast),科学家在国际科学期刊 "自然" 上发表了两篇关于快速无线电风暴的文章,这是一个名为 "中国天空之眼" 的锅," 看到了一些关于毫秒无线电波起源的线索。


几毫秒就能释放地球上数百亿年的发电量。


2007 年,天文学家在分析澳大利亚 64 米射电望远镜记录的信号时,第一次发现了这样的毫秒。它以一种非常短、非常明亮的无线电脉冲辐射为代表,科学家称之为毫秒无线电波闪光,被生动地称为快射电风暴。


不要低估这些毫秒的闪光,虽然它存在的时间很短,但能量特别高。在这些毫秒内,它可以以无线电波的形式在地球上释放数千亿年的电。


我们认为,快速的无线电风暴是由自然天体物理过程引起的。根据探测的辐射和观测特性,我们认为它应该来自磁层的磁层。北京大学教授、中国科学院国家天文台研究员李克佳说。


磁星是宇宙中一种致密的天体,周围有一个特别强的磁场。


事实上,关于快速无线电风暴的来源,主流理论假说可以分为两派。一种认为它来自磁层,另一种认为一些密集的天体喷发产生冲击波,而快速的无线电风暴则来自于激波相互作用所驱动的辐射。



然而,这些理论仍然认为,快速无线电风暴的源头仍然是个谜。为什么要探究其根源如此困难呢?"快速无线电风暴在几毫秒内消失了,很难捕捉到。因此,这个问题几乎是天文学中最困难的问题之一。" 中国科学院国家天文台研究员韩金林。


经过大约十年的探测,天文学家已经收集了大约 150 个快速射电风暴的来源。通过测量通过星系和银河介质的信号的影响,我们可以得出结论,这些来源中的绝大多数不在银河系。


2017 年,天文学家捕捉到一个毫秒射电爆发,在几个小时内重复了几次。天文学家利用世界各地的一些大型射电望远镜,探测并使用记录到的毫秒信号,在距地球 30 亿光年的星系中,定位这场不断快速的射电风暴的源头。


解决两大派系理论之争。


过去,由于中国没有大型射电望远镜,中国天文学家无法获得第一手资料,因此他们大多集中于这一前沿领域的理论研究。


Fast 在探测快速无线电风暴方面有着无可比拟的优势。中国天空之眼 " 的接收面积非常大,它的超高灵敏度使得它能够看到其他望远镜看不到的微弱脉冲辐射。


在 2019 年,天文学家用快速方法观测了一种爆炸源 FRB 180301。2018 年 3 月 1 日,澳大利亚首次检测到了该源头,研究人员希望能够确定它是否会再次爆发。幸运的是,在 2019 年 7 月 16 日的两个小时的观测期间,该小组发现了四次疫情。


但是,在 9 月 11 日的四个小时的观测过程中,小组没有探测到任何信号。经过研究后,他们发现澳大利亚报告的爆炸源位置出现了错误,然后调整了观测策略,以纠正望远镜的位置,并记录极化信号。2019 年 10 月 6 日和 7 日,在 6 小时内快速检测到 11 起疫情。


据统计,在总共 12 小时的观测时间内,快速检测到 15 次爆发,每个波的强度曲线都有变化。"这个爆炸源与 30 亿光年外的一个类似,无线电爆发率相似,但强度要弱得多。" 韩金林说。


更重要的是,人们发现 FRB 180301 的极化行为是复杂多样的。


现在,我们观察到了一种新的快速无线电重复风暴,通过对 11 次无线电波爆发的高灵敏极化信号的分析,我们发现每个脉冲的偏振特性是不同的。Fast 观测到的极化变化的多样性清楚地表明,宇宙中快速射电风暴的爆炸源可能来自致密天体磁层中的物理过程。韩金林说,这一观测结果直接否定了一批国际学者关于快速射电风暴来自粒子碰撞的理论,为近年来两大群体的理论奠定了基础。



“像地球一样,磁星形成磁层。李克佳说,我们的观测是快速射电风暴起源于磁层的最直接证据。




2020 年 4 月,北京师范大学林林博士提出利用 Fast 观测银河系磁星 Sgr j1935+2154 的软伽马射线中继器(Sgr)。获得批准后,研究人员使用 Fast 的 L 波段 19 波束接收器连续监测 Sgr j1935+2154。在 sgrj1935+2154 的 X 射线和软伽马射线暴的活跃期内,特别是 29 次软伽马暴对应的精确时间节点,均未检测到射电脉冲辐射。

image.png



借助 Fast 的超高灵敏度,结合此前加拿大氢强度测绘实验(chime)望远镜和临时射电天文辐射测量 2 号(Star-2),Fast 实现了 8 个量级亮度空间的覆盖,给出了这个星系中最严格的射电流量限制。




磁物质是高度磁化和致密的物体。4 月 28 日,加拿大氢强度测绘实验望远镜在银河系磁星 sgrj1935+2154 上探测到明亮的毫秒射电风暴 frb200428,跟踪磁暴与快速射电风暴之间的关系。




快速观测结合了国际多波段设备,如费米 GBM、光学靴望远镜和 insight HXMT。Fast 的测量结果对研究快射电爆发的起源和物理机制具有重要意义。观测结果表明,快速射电暴与重复的软伽马射线暴之间存在弱相关性。




“这有几个可能的原因:一是快射电爆发可能具有高度相对论性和特殊的几何波束效应;二是快射电爆发的频谱可能非常窄,而且大部分都远离快观测波段;此外,与软伽马射线有关的快射暴中国科学院国家天文台的王培博士说,未来需要进一步观测星系中更快速的射电风暴,以确定哪个解释更接近正确答案。




磁星:宇宙中的磁性“怪物”。磁星是具有超强磁场的中子星。它的表面磁场比人类实验室能产生的最强磁场强一亿倍以上。科学家们相信,当两颗旋转的中子星合并时,将形成一个质量更大的新的致密天体。如果新天体的质量超过中子星质量的上限,天体内部物质的压力将难以抵抗天体本身的引力,使天体直接坍缩成黑洞。但天文学家认为,它很可能在坍缩之前形成一个更有趣的物体,磁星。




1992 年,天文学家罗伯特·邓肯和克里斯托弗·汤普森首次预言了这种神奇的天体,磁星理论逐渐被人们所接受。但是磁性恒星是罕见的,天文学家也不清楚为什么它们的磁场如此强大。想法是,如果中子星的自转使它的温度和磁场完美地结合在一起,它将把它的磁场放大到发电机的一千倍。


责任编辑:萤莹香草钟
分享到:
0
【慎重声明】凡本站未注明来源为"时尚界"的所有作品,均转载、编译或摘编自其它媒体,转载、编译或摘编的目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其他问题需要同本网联系的,请在30日内进行!