科学家们精确定位了神秘的、巨大的无线电爆发的起源

如果他们能找出原因就好了。
Alex Cherney
CSIRO

在一瞬间,一次快速射电暴(FRB)释放的能量可以相当于太阳10,000年的总辐射量。我们的望远镜已经记录了16次这样的强大脉冲,但可能每天都在发生数千次。

科学家们仍然不知道这些巨大的能量爆发是由什么引起的,但他们有很多想法。宇宙弦、恒星诞生、中子星坍缩、黑洞蒸发,当然还有外星人,仅仅是其中的一小部分。

大多数快速射电暴(FRB)直到发生数月或数年后才被发现,当时科学家们正在梳理望远镜观测产生的海量数据。但在刚刚在《自然》杂志上发表的一项研究中,一个科学家团队开发了一种方法,能够迅速探测到这些爆发,然后通知其他可以帮助研究这一现象的望远镜。

通过研究爆发及其持续六天的余辉,该团队能够以前所未有的精度(精确度是之前的1000倍)精确定位FRB的起源。这次特别的爆发,记录于2015年4月,来自60亿光年外的一个椭圆星系。

该星系中的恒星很古老,这表明这次爆发并非来自恒星的爆炸式诞生。相反,该团队怀疑它来自两颗致密恒星的碰撞,但并非所有FRB都必然以相同的方式产生。

“我们的发现为找出这些爆发的原因铺平了道路,”该研究的合著者、澳大利亚联邦科学与工业研究组织的天体物理学家Simon Johnston说。

缺失的物质,以及更多

既然科学家们能够测量这些爆发的距离,这就为研究宇宙的结构打开了新的大门。例如,该团队能够利用这次FRB找到“失踪”的物质。

模型表明,宇宙由70%的暗能量、25%的暗物质和仅5%的我们熟悉的普通物质组成。然而,宇宙中一半的普通物质似乎已经“失踪”。

当FRB爆发时,其高频波传播速度最快,比低频波更快地到达我们的测量设备。这些波的相对传播时间告诉科学家们爆发源和地球之间星际介质的密度。知道波传播的距离是进行这项测量的关键。

“本质上,这让我们能够称量宇宙,或者至少称量其中包含的普通物质,”Johnston在一份新闻稿中说。

结果是,该团队找到了失踪的物质。测量的星际介质的“重量”与模型预测的一致。

此外,天体物理学家Duncan Lorimer(他的团队在2007年发现了第一个FRB)表示,FRB有一天也可能有助于引力波的研究。在与《自然》杂志论文附随的一封信中,Lorimer提出,任何产生FRB的巨大现象也可能产生可探测的引力波。

Lorimer还指出,未来几年将上线的新望远镜应该有助于科学家们探测FRB并更深入地了解它们的性质。

“对FRB进行大规模普查,不仅能增进我们对它们种群的理解,”他写道,“还能详细绘制宇宙网,对广义相对论进行严格检验,甚至对暗能量的性质提出新的约束。”

 

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