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【環(huán)球時快訊】獲多個國際首次發(fā)現(xiàn) 中國天眼有望確定快速射電暴中心引擎機制

時間:2022-09-22 05:29:33 來源: 中新網(wǎng)


獲得迄今最大快速射電暴偏振觀測樣本

利用中國科學院國家天文臺運行的被譽為中國天眼的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST),F(xiàn)AST快速射電暴優(yōu)先和重大項目科學研究團隊通過對編號為FRB 20201124A的快速射電暴開展深度觀測,獲得迄今最大的快速射電暴偏振觀測樣本,首次探測到距離快速射電暴中心僅1個天文單位(即太陽到地球的距離)的周邊環(huán)境的磁場變化,取得多個國際首次的重要發(fā)現(xiàn),從而為確定快速射電暴中心引擎機制邁出關鍵一步。


【資料圖】

這次研究中,F(xiàn)AST快速射電暴優(yōu)先和重大項目科研團隊利用中國天眼對位于銀河系外的FRB 20201124A進行長期監(jiān)測,在54天內(nèi)共計82小時觀測中測到來自該快速射電暴的1863個爆發(fā)脈沖信號,成為迄今最大的快速射電暴偏振觀測樣本,它的高事件率也使其成為最活躍的幾個重復暴之一。

由中國科學家通過中國天眼合作完成的這項重要天文研究成果論文,北京時間9月21日夜間在國際著名學術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。

取得若干重要發(fā)現(xiàn)均屬國際首次

FAST快速射電暴優(yōu)先和重大項目科研團隊介紹說,基于中國天眼觀測到的迄今最大快速射電暴偏振觀測樣本,該團隊取得若干重要發(fā)現(xiàn),均屬于國際首次。

一是“拍攝”到快速射電暴法拉第旋轉(zhuǎn)量(可幫助測量環(huán)境中的磁場強度)動態(tài)演化的“電影”,首次發(fā)現(xiàn)法拉第旋轉(zhuǎn)量的奇異演化行為,即在前36天里法拉第旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)無規(guī)律的短時標演化,而在隨后的18天里幾乎不變;二是首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴的猝滅現(xiàn)象,即FRB 20201124A從保持高事件率態(tài)到在74小時內(nèi)突然熄滅;三是在FRB 20201124A中首次探測到與之前所有快速射電暴都顯著不同的高圓偏振度脈沖,其最高值達到75%;四是首次發(fā)現(xiàn)頻率依賴的偏振振蕩現(xiàn)象。

科研團隊表示,這些現(xiàn)象都說明,在FRB 20201124A這個快速射電暴周圍1個天文單位的環(huán)境是非常復雜并且在動態(tài)演化著。通過偏振振蕩現(xiàn)象,他們對該快速射電暴周圍1個天文單位的環(huán)境的磁場給出直接限制,達到高斯量級以上。

期待早日揭示快速射電暴物理起源

FAST快速射電暴優(yōu)先和重大項目科研團隊還通過國際合作,使用美國10米凱克光學望遠鏡(Keck)對FRB 20201124A的宿主星系進行深度觀測,發(fā)現(xiàn)其宿主星系是約銀河系尺度大小、富金屬的棒旋星系,并且發(fā)現(xiàn)它所在區(qū)域恒星密度較低,處于旋臂之間,距離星系中心中等距離,表明該快速射電暴并非起源于大質(zhì)量恒星極端爆炸導致的超亮超新星或伽馬射線暴后形成的年輕磁星。

目前,該團隊近百位科研人員正緊密合作,期待找到?jīng)Q定快速射電暴核心物理過程和能源機制的直接觀測證據(jù),引導國際多波段聯(lián)合觀測,早日揭示快速射電暴的物理起源。

據(jù)了解,快速射電暴在幾毫秒時間內(nèi)所釋放的射電波段的能量,相當于全世界當前總發(fā)電量累計幾百億年的總和。早先探測到的快速射電暴主要來自銀河系外,2020年探測到來自銀河系磁星(一類磁場極強的中子星)的快速射電暴,表明有一些快速射電暴可以起源于磁星,但是那些宇宙學起源的快速射電暴,尤其是那些能夠重復爆發(fā)的快速射電暴的起源依然未知。此外,快速射電暴雖然有大量射電波段的觀測資料,但長期以來仍缺乏對其核心區(qū)物理參數(shù)的直接觀測資料。

另據(jù)國際學術(shù)期刊《自然-通訊》同步發(fā)表的相關論文,南京大學研究團隊提出一個物理模型來解釋觀察到的FRB 20201124A特征稱,該快速射電暴重復信號來自一個雙星系統(tǒng),有一顆磁星和一個有星盤的Be星(比太陽更熱、更大、旋轉(zhuǎn)更快的恒星)。他們認為,未來研究或可探測Be-X射線雙星,以尋找快速射電暴的信號。(完)


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