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新論文探索了附近的四個(gè)快速射電爆發(fā)源

太空


新論文探索了附近的四個(gè)快速射電爆發(fā)源


新論文探索了附近的四個(gè)快速射電爆發(fā)源 。鳴謝:CHIME/Andre Recnik
據(jù)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（海蒂·奧普戴克）：來自太空的短暫能量爆炸，被稱為快速射電爆發(fā)(FRB) ， 是一個(gè)宇宙之謎 。一個(gè)加拿大領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組發(fā)表了新的發(fā)現(xiàn)，表明超新星是最終產(chǎn)生FRB的主要來源 。
“快速射電爆發(fā)是天文學(xué)最大的謎團(tuán)之一 ， ”主要作者M(jìn)ohit Bhardwaj說，他是加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)快速射電爆發(fā)(CHIME/FRB)合作的成員，也是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)McWilliams博士后研究員 。“這些極其強(qiáng)大的無線電爆炸可以穿越宇宙距離，并在一千年內(nèi)釋放出比太陽(yáng)更多的能量，盡管持續(xù)時(shí)間只有千分之幾秒 。更有趣的是，盡管它們幾乎每分鐘都會(huì)從天空各處撞擊地球，但它們的起源仍然未知 。”
由加拿大科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究人員，包括美國(guó)、墨西哥、智利和澳大利亞的團(tuán)隊(duì)，檢查了附近的18個(gè)FRB宿主，它們都是螺旋或晚型星系 。晚型星系的普遍存在表明，F(xiàn)RB源主要出現(xiàn)在相對(duì)年輕的星系中 ， 這些源可能是由涉及大質(zhì)量恒星核心坍縮的超新星產(chǎn)生的 。
“這項(xiàng)工作確定了一個(gè)有趣的趨勢(shì)，表明大多數(shù)本地FRB可能來自核心坍塌超新星，”論文的合著者布里奇特·安德森說，他目前是麥吉爾大學(xué)的博士生，在維多利亞·卡斯皮教授的指導(dǎo)下工作 。“在未來的研究中，看看這種趨勢(shì)是否會(huì)隨著更多的本地化宿主星系而持續(xù)下去，這將是特別有趣的 。”
這項(xiàng)工作具有特殊的意義，因?yàn)橐荒昵埃诿肺饕?1星系的球狀星團(tuán)中檢測(cè)到一個(gè)FRB源——那里有一個(gè)極其古老的恒星群體——有人猜測(cè)這種源可能主導(dǎo)FRB群體 。
Bhardwaj說 ， 該小組的發(fā)現(xiàn)不贊成這樣的假設(shè)，而是支持這樣的假設(shè)，即大多數(shù)FRB來源源于大質(zhì)量恒星的消亡 ， 通常導(dǎo)致黑洞或中子星的形成 。
“展望未來 ， 隨著我們收集更精確觀察的FRB的更大樣本，我們可以進(jìn)一步考察附近和遠(yuǎn)處FRB的這些區(qū)別，”他說 。“通過進(jìn)行更深入的分析，我們希望加深對(duì)FRB不同起源的理解，并有可能揭示驅(qū)動(dòng)這些宇宙現(xiàn)象的潛在機(jī)制，揭示宇宙無線電信號(hào)爆發(fā)的復(fù)雜性 。”
CHIME/FRB團(tuán)隊(duì)最近將已知重復(fù)FRB的目錄增加了一倍，并在該領(lǐng)域繼續(xù)取得進(jìn)展 。該合作的最新論文可在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上獲得，并將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上，這是一篇重要的論文，因?yàn)樗_定位了新的附近FRB的宿主星系，這些FRB是識(shí)別無線電波長(zhǎng)以外的擬議即時(shí)或余輝對(duì)應(yīng)體的有希望的候選對(duì)象 。
理解FRB的起源是當(dāng)代天文學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，到目前為止，河外FRB只表現(xiàn)為無線電現(xiàn)象 。通過識(shí)別它們的來源 ， 宇宙學(xué)家可以獲得對(duì)產(chǎn)生這些信號(hào)的極端天體物理環(huán)境的新見解，以及對(duì)它們負(fù)責(zé)的物理機(jī)制 。
“確定FRB起源星系的能力是這項(xiàng)研究的關(guān)鍵 。但有了CHIME，我們只能識(shí)別最近的FRB的宿主星系，”合著者Daniele Michilli說 ， 他現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院Kavli天體物理和空間研究所的博士后學(xué)者 。“我們正在加拿大和美國(guó)建造新的CHIME‘Outrigger’望遠(yuǎn)鏡，以便能夠?qū)HIME探測(cè)到的所有FRB進(jìn)行精確的天空定位 。這將徹底改變這個(gè)領(lǐng)域，使我們能夠檢驗(yàn)這里提出的想法 。”
Bhardwaj說，將這些無線電波的強(qiáng)烈爆發(fā)與天體物理過程聯(lián)系起來的一個(gè)流行假設(shè)涉及中子星 。他補(bǔ)充說，這一假設(shè)的重要性在2020年增加了，當(dāng)時(shí)CHIME/FRB觀察到我們銀河系中一顆已知的高磁化中子星(SGR 1935+2154)發(fā)出類似FRB的爆發(fā)，導(dǎo)致磁星——年輕的高磁化中子星——被確定為一個(gè)可能的來源 。
“不管它們的起源如何，這些短暫的爆發(fā)為宇宙學(xué)研究帶來了巨大的希望，”Bhardwaj說 。“對(duì)于每個(gè)FRB，我們可以估計(jì)FRB信號(hào)在到達(dá)地球的途中經(jīng)過的電離物質(zhì)的數(shù)量 。這明確地將FRBs定位為研究宇宙網(wǎng)中電離氣體分布的非常有前途的探針 。”