速射電暴是指遙遠(yuǎn)宇宙中突然出現(xiàn)的短暫而猛烈的無(wú)線(xiàn)電波暴發(fā),持續(xù)時(shí)間極短,通常只有幾毫秒,卻能夠釋放出相當(dāng)于太陽(yáng)在一整天內(nèi)釋放的能量。 編者按:本文來(lái)自“騰訊科技”,作者:?jiǎn)梯x;36氪經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。 據(jù)英國(guó)《自然》周刊報(bào)道,加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)(CHIME)射電望遠(yuǎn)鏡2018年夏天測(cè)試期間13次探測(cè)到快速射電暴,其中代號(hào)FRB180814的快速射電暴最令天文學(xué)家興奮,自從2018年8月14日首次出現(xiàn)以來(lái),這個(gè)快速射電暴又在15億光年外的宇宙深處重復(fù)出現(xiàn)了至少5次。 目前,很多自媒體和媒體用聳人聽(tīng)聞的題目把該事件和外星人扯在一起,完全是為了博眼球。人們往往把自己還不理解的事情推給外星人,在歷史上多次出現(xiàn)這種情況,例如著名的“小綠人”事件。1967年10月,劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的安東尼·休伊什教授的研究生——24歲的喬絲琳·貝爾檢測(cè)射電望遠(yuǎn)鏡收到的信號(hào)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了一些有規(guī)律的脈沖信號(hào),它們的周期十分穩(wěn)定,為1.337秒。起初她以為這是外星人“小綠人(LGM)”發(fā)來(lái)的信號(hào),但在接下來(lái)不到半年的時(shí)間里,又陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)這樣的脈沖信號(hào)。后來(lái)人們確認(rèn)這是一類(lèi)新的天體,并把它命名為脈沖星??焖偕潆姳┦录彩且环N自然現(xiàn)象,每年都會(huì)記錄到來(lái)自天空各個(gè)方位的信號(hào),也不可能全天都是外星人。 對(duì)于重復(fù)的快速射電暴事件,只是說(shuō)經(jīng)過(guò)爆發(fā)后,其源頭并沒(méi)有被摧毀,給科學(xué)家認(rèn)識(shí)這類(lèi)事件的性質(zhì)提供了根據(jù)。例如,還有一種類(lèi)似的宇宙高能事件,叫做“軟伽馬射線(xiàn)重復(fù)者”(SGR),是一種每隔幾年就會(huì)爆發(fā)一次的伽馬射線(xiàn)爆發(fā)現(xiàn)象,這種現(xiàn)象來(lái)自于“強(qiáng)磁星”的星震(強(qiáng)磁星是中子星的一種)。 三次最有價(jià)值的射電暴事件快速射電暴發(fā)生了很多次,其中研究?jī)r(jià)值最大的有三次: 2011年探測(cè)到的一次,代號(hào)為FRB110523,距離地球60億光年,科學(xué)家從信號(hào)中探測(cè)到了磁場(chǎng)的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng),證明發(fā)射源存在磁場(chǎng)。 2012年探測(cè)到的一次,代號(hào)為FRB121102,距離地區(qū)30億光年,這是首個(gè)重復(fù)探測(cè)到的快速射電暴,這次的意義在于,說(shuō)明快速射電暴發(fā)生后,其源頭并沒(méi)有被摧毀,為理解快速射電暴的起源提供了限制。 2018年探測(cè)到的一次,代號(hào)為FRB180814,距離地球15億光年,這是第二個(gè)重復(fù)探測(cè)到的快速射電暴。進(jìn)一步增加了可重復(fù)射電暴的置信度,也說(shuō)明新投入運(yùn)行的射電望遠(yuǎn)鏡CHIME是非常出色的。 什么是快速射電暴?快速射電暴是指遙遠(yuǎn)宇宙中突然出現(xiàn)的短暫而猛烈的無(wú)線(xiàn)電波暴發(fā),持續(xù)時(shí)間極短,通常只有幾毫秒,卻能夠釋放出相當(dāng)于太陽(yáng)在一整天內(nèi)釋放的能量。 遙遠(yuǎn)宇宙中突然出現(xiàn)的短暫而明亮的無(wú)線(xiàn)電波爆發(fā),從近十年前首次被報(bào)告,就一直讓天文學(xué)家感到困惑。這些神秘的事件只有少數(shù)幾起得到確鑿的證認(rèn),但是此前的觀(guān)測(cè)沒(méi)有多少細(xì)節(jié)可以揭示它們到底如何發(fā)生,甚至到底在哪里發(fā)生。 直到2007年才被美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)天文學(xué)家鄧肯o福利莫(Duncan Lorimer)確認(rèn)為一種新的天體物理信號(hào),而非設(shè)備故障。 什么物理機(jī)制產(chǎn)生的快速射電暴?但在2018年美國(guó)天文學(xué)會(huì)年會(huì)上發(fā)表的一篇論文中,研究人員透露,他們已經(jīng)追蹤到唯一已知的快速射電暴FRB 121102,追蹤到一個(gè)遙遠(yuǎn)矮星系的恒星形成區(qū)域,他們的數(shù)據(jù)表明它可能是由一顆中子星發(fā)射的。 美國(guó)宇航局稱(chēng),中子星是一顆坍縮的恒星,其質(zhì)量相當(dāng)于一座小城市的大小,密度非常大。一塊方糖大小的中子星物質(zhì),其重量相當(dāng)于珠穆朗瑪峰。 但中子星為什么會(huì)發(fā)射快速射電暴尚不清楚,因此科學(xué)家們也考慮了其他可能的解釋?zhuān)热绯滦呛统筚|(zhì)量黑洞。 2018年7月25日,加拿大科學(xué)家利用位于不列顛哥倫比亞最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡“加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)了另一種“快速射電暴”(FRB)。他們把它命名為“FRB 180725A”。 該天文學(xué)家電報(bào)中發(fā)布的一份簡(jiǎn)短報(bào)告指出,這比迄今為止發(fā)現(xiàn)的任何“快速射電暴”(FRB)都要低120兆赫。 快速射電暴與微波爐的故事從1998年以來(lái),Parkes 望遠(yuǎn)鏡就不時(shí)探測(cè)到一些奇怪的信號(hào),這些信號(hào)看上去也有色散延遲,盡管延遲時(shí)間有時(shí)并不完全與頻率平方成反比,并且信號(hào)在某些頻率強(qiáng)、某些頻率弱。這些信號(hào)被命名為Peryton。因此,這事件經(jīng)常被有些媒體拿來(lái)嘲笑科學(xué)家,說(shuō)什么花費(fèi)了那么多金錢(qián),結(jié)果發(fā)現(xiàn)是微波爐,其實(shí)并不是這樣??茖W(xué)家早就知道這個(gè)干擾信號(hào)來(lái)自于地球,因?yàn)樾盘?hào)沒(méi)有色散,來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙空間的微波信號(hào)都會(huì)被星際介質(zhì)強(qiáng)烈色散。科學(xué)家當(dāng)時(shí)只是不知道干擾信號(hào)來(lái)自哪里而已。 快速射電暴的捕獵能手:CHIME射電望遠(yuǎn)鏡位于加拿大的巨型無(wú)線(xiàn)電望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有移動(dòng)部件,但是能夠在一天內(nèi)掃描一半的天空。加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)(CHIME)由四個(gè)100米長(zhǎng)的金屬槽組成,覆蓋了五個(gè)NHL曲棍球場(chǎng)的面積,并且能夠與超級(jí)計(jì)算機(jī)配對(duì)以創(chuàng)建深空的3D無(wú)線(xiàn)電地圖。 加拿大大學(xué)與加拿大高級(jí)研究所(CIFAR)合作掃描37和75厘米之間的無(wú)線(xiàn)電頻率,建立了造價(jià)1600萬(wàn)加元(1300萬(wàn)美元)的CHIME,旨在準(zhǔn)確地將宇宙中的氫氣無(wú)線(xiàn)電數(shù)量映射到三維空間最大尺寸,不僅能讓科學(xué)家更好地了解宇宙歷史,而且包括遙遠(yuǎn)的星星和引力波。 CHIME背后的團(tuán)隊(duì)表示,它可以為快速無(wú)線(xiàn)電突發(fā)和無(wú)線(xiàn)電脈沖星提供新的見(jiàn)解。CHIME獨(dú)特的設(shè)計(jì)將使天文學(xué)家能夠解決當(dāng)今天體物理學(xué)中最令人費(fèi)解的新領(lǐng)域之一,快速無(wú)線(xiàn)電突發(fā)事件。這種事件起源目前是一個(gè)謎,自從十年前發(fā)現(xiàn)以來(lái),只有二十幾個(gè)報(bào)道,現(xiàn)在,CHIME每天都可能會(huì)發(fā)現(xiàn)許多這種事件,提供了大量寶貴數(shù)據(jù)。 中國(guó)的FAST為什么沒(méi)探測(cè)到這次信號(hào)?對(duì)科學(xué)比較關(guān)注的朋友可能知道我國(guó)在貴州有一個(gè)口徑500米的射電望遠(yuǎn)鏡,但為什么沒(méi)有觀(guān)測(cè)到任何信息呢?據(jù)相關(guān)科學(xué)家介紹,這次快速射電暴的緯度較高,沒(méi)有在FAST的視野范圍內(nèi)。 |
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