天文学家从深空探测到了8个新的重复信号

宇宙中最大的神秘之一就是接近答案。已经从深空探测到惊人的八个新的重复无线电信号,称为快速无线电突发(FRB)。

在2019年初,只有其中一个神秘信号 FRB 121102被反复闪光。1月,科学家报告了第二次重复(FRB 180814)。

这篇新论文 – 可在预印本服务器arXiv上获得,并被Astrophysical Journal Letters接受- 描述了加拿大氢强度测绘实验(CHIME)射电望远镜检测到的八个新的重复信号。

这使得已知的重复FRB总数达到10.这意味着我们开始建立一个中继器统计数据库,这可以帮助天文学家弄清楚这些信号究竟是什么。

快速的无线电爆发当然令人困惑。它们被检测为无线电数据中的尖峰,持续时间仅为几毫秒。但是,在那个时候,他们可以释放比5亿太阳更多的能量。

大多数FRB只被检测到一次并且无法预测,因此将它们追溯到它们的源头是非常棘手的(尽管,如今年早些时候首次证明的那样,并非不可能)。

这就是转发器如此重要的原因。而且它们并不像我们想象的那么罕见,这意味着有可能追溯到它们的源星系,并确定它们来自何种环境。

我们也可以开始寻找重复FRB之间的相似点和不同点。

麦吉尔大学的物理学家Ziggy Pleunis告诉ScienceAlert说:“这些来源之间肯定存在差异,其中一些来源比其他来源更多。”

“我们已经从FRB 121102中知道爆发可以非常聚集:有时震源不会爆发数小时,然后突然间你会在很短的时间内发出多次爆发。我们对FRB 180916也观察到同样的情况。 J0158 + 65,我们在本文中报告十次爆发。“

另一方面,报告中报告的六个FRB仅重复一次,信号之间的最长暂停时间超过20小时。第八个(FRB 181119)在初始检测后重复两次,共敲击三次。

我们还不知道这意味着什么,但它可以表明 – 正如哈佛大学史密森尼天体物理学家Vikram Ravi 上个月在一篇论文中所假设的那样- 所有FRB实际上都是中继者,但有些人比其他人更活跃。

“就像一些火山比其他火山更活跃,你可以认为一座火山处于休眠状态,因为火山很长时间没有爆发,”普鲁尼斯指出。

但FRB之间也存在相似之处。来自中继器的个别突发似乎比一次性FRB的突发持续一点点。这很有意思。

还有频率漂移。前两个中继器 – FRB 121102和FRB 180814 – 显示频率向下漂移,每个突发逐渐变低。想想一个悲伤的长号音效。

八个新中继器中的大多数也证明了这种向下的频率漂移。这可能是产生信号的线索。

“我只是觉得自然产生类似的东西真是太神奇了,”普鲁尼斯说。“此外,我认为在该结构中有一些非常重要的信息,我们只需要弄清楚如何进行编码,并且试图弄清楚究竟是什么,这是非常有趣的。”

CHIME优化用于监测非常宽阔的天空,在比ASKAP或澳大利亚帕克斯天文台等射电望远镜更低的频率范围内,这些射电望远镜也检测到了FRB。

到目前为止,CHIME的方法在检测方面证明非常有效。除了这些中继器和1月份宣布的中继器之外,CHIME也发现了一些一次性连发。但是,它并未针对将这些检测项追踪到源进行优化。

这就是更广泛的科学界所在的地方。就在今天,包括Ravi在内的另一个研究小组宣布他们已经取得了进展,将八个新的中继器定位到已知的星系,只是根据信号的来源。

我们甚至可以根据信号的分散程度粗略地分辨出爆发可能产生的距离 – 这些措施越高,距离越远。

事实上,这是它有趣的地方,因为其中一个信号FRB 180916具有最低的色散,表明它可能在附近。

澳大利亚国家科学研究机构CSIRO的天文学家Keith Bannister表示,即使使用最大的望远镜,如果距离你越来越近,你的视野也会越来越远,而且没有参与这项研究,他告诉ScienceAlert。

“因此,这种特殊的低色散测量非常令人兴奋,因为它很可能会在附近。这意味着一旦我们确切地知道它在天空中的确切位置,就会更容易看到它。”

信号的极化(信号的扭曲程度)也是信息量大的。如果信号真的扭曲了,那就意味着它来自极端的磁场环境,例如可以在黑洞或中子星周围找到。这就是来自FRB 121102的信号。

但该团队能够测量其中一个新信号FRB 180916的极化,并且它非常低。这告诉我们并非所有重复的FRB都来自极端环境。

我们不知道这意味着什么。我们不知道是否存在产生这些信号的几种不同类别的对象或事件。我们不知道它们是否都重复,或者为什么重复。但是这些结果让我们非常接近最终得到了一些答案。

“我想(我希望!)该文件将促使其他天文学家将他们的望远镜指向这些新发现的来源,”普鲁尼斯说。

“然后,这里有很多信息供模型制作者使用。我认为这将有助于他们找出产生重复FRB的原因。

“此外,我认为我们的研究结果将影响试图发现重复FRB的其他团队的搜索策略。”