'探索快速射電暴'

技術 meihejin 2019-08-19
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雖然天文學家們已經提出了幾十個快速射電暴成因的理論,但快速射電暴的成因仍然是未解之謎。很多理論都認為快速射電暴與極端星系環境中的磁星(magnetar,高能且高度磁化的中子星)有關,但由於人們難以確定產生快速射電暴的地點離我們的距離,就無法把能夠測定的參數轉換為射電暴釋放的能量這類更加有用的信息。截至今年上半年,天文學家們只確定了一個快速射電暴(FRB 121102)的宿主星系,這是由於這個射電源有幾百次信號的記錄——對同一來源的信號記錄越多,就越容易縮小目標範圍。

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雖然天文學家們已經提出了幾十個快速射電暴成因的理論,但快速射電暴的成因仍然是未解之謎。很多理論都認為快速射電暴與極端星系環境中的磁星(magnetar,高能且高度磁化的中子星)有關,但由於人們難以確定產生快速射電暴的地點離我們的距離,就無法把能夠測定的參數轉換為射電暴釋放的能量這類更加有用的信息。截至今年上半年,天文學家們只確定了一個快速射電暴(FRB 121102)的宿主星系,這是由於這個射電源有幾百次信號的記錄——對同一來源的信號記錄越多,就越容易縮小目標範圍。

探索快速射電暴

近期,天文學家們首次精確定位了單一快速射電暴(FRB 180924)的來源,這篇論文發表在8月9日的《科學》雜誌上。通過單一信號確定信號源需要干涉儀——在射電暴的例子裡,就是需要同時工作的射電望遠鏡陣列。而另一方面,“干涉儀”能探測的區域很有限,在難以提前預知射電暴位置的情況下,恰好在有限的探測區域中記錄到信號的概率很低。此項研究中使用的澳大利亞平方公里望遠鏡先導陣列(ASKAP)具有與同類陣列相比較大的探測範圍,並且維持了高空間分辨率。這是由於ASKAP應用了一項名為相控陣饋源的信號接收技術。研究團隊實時獲得信號,並且獲得了前所未有的高空間分辨率信息。

研究團隊不僅確定了快速射電暴FRB 180924的宿主星系,甚至還確定了這個射電暴來自於宿主星系的外圍。FRB 180924的宿主星系是一個百億太陽質量的橢圓星系,距離我們約41億光年。另一些參數間接表明該宿主星系環境中的磁性較弱。

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雖然天文學家們已經提出了幾十個快速射電暴成因的理論,但快速射電暴的成因仍然是未解之謎。很多理論都認為快速射電暴與極端星系環境中的磁星(magnetar,高能且高度磁化的中子星)有關,但由於人們難以確定產生快速射電暴的地點離我們的距離,就無法把能夠測定的參數轉換為射電暴釋放的能量這類更加有用的信息。截至今年上半年,天文學家們只確定了一個快速射電暴(FRB 121102)的宿主星系,這是由於這個射電源有幾百次信號的記錄——對同一來源的信號記錄越多,就越容易縮小目標範圍。

探索快速射電暴

近期,天文學家們首次精確定位了單一快速射電暴(FRB 180924)的來源,這篇論文發表在8月9日的《科學》雜誌上。通過單一信號確定信號源需要干涉儀——在射電暴的例子裡,就是需要同時工作的射電望遠鏡陣列。而另一方面,“干涉儀”能探測的區域很有限,在難以提前預知射電暴位置的情況下,恰好在有限的探測區域中記錄到信號的概率很低。此項研究中使用的澳大利亞平方公里望遠鏡先導陣列(ASKAP)具有與同類陣列相比較大的探測範圍,並且維持了高空間分辨率。這是由於ASKAP應用了一項名為相控陣饋源的信號接收技術。研究團隊實時獲得信號,並且獲得了前所未有的高空間分辨率信息。

研究團隊不僅確定了快速射電暴FRB 180924的宿主星系,甚至還確定了這個射電暴來自於宿主星系的外圍。FRB 180924的宿主星系是一個百億太陽質量的橢圓星系,距離我們約41億光年。另一些參數間接表明該宿主星系環境中的磁性較弱。

探索快速射電暴

相比之下,這項研究前已知的FRB 121102宿主星系則與FRB 180924的宿主星系截然不同。FRB 121102宿主星系是一個千萬太陽質量級別的矮星系,射電源很可能處於極強磁性環境中。

於是我們自然就產生了疑問:為什麼這兩個快速射電源所處的環境截然不同?

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雖然天文學家們已經提出了幾十個快速射電暴成因的理論,但快速射電暴的成因仍然是未解之謎。很多理論都認為快速射電暴與極端星系環境中的磁星(magnetar,高能且高度磁化的中子星)有關,但由於人們難以確定產生快速射電暴的地點離我們的距離,就無法把能夠測定的參數轉換為射電暴釋放的能量這類更加有用的信息。截至今年上半年,天文學家們只確定了一個快速射電暴(FRB 121102)的宿主星系,這是由於這個射電源有幾百次信號的記錄——對同一來源的信號記錄越多,就越容易縮小目標範圍。

探索快速射電暴

近期,天文學家們首次精確定位了單一快速射電暴(FRB 180924)的來源,這篇論文發表在8月9日的《科學》雜誌上。通過單一信號確定信號源需要干涉儀——在射電暴的例子裡,就是需要同時工作的射電望遠鏡陣列。而另一方面,“干涉儀”能探測的區域很有限,在難以提前預知射電暴位置的情況下,恰好在有限的探測區域中記錄到信號的概率很低。此項研究中使用的澳大利亞平方公里望遠鏡先導陣列(ASKAP)具有與同類陣列相比較大的探測範圍,並且維持了高空間分辨率。這是由於ASKAP應用了一項名為相控陣饋源的信號接收技術。研究團隊實時獲得信號,並且獲得了前所未有的高空間分辨率信息。

研究團隊不僅確定了快速射電暴FRB 180924的宿主星系,甚至還確定了這個射電暴來自於宿主星系的外圍。FRB 180924的宿主星系是一個百億太陽質量的橢圓星系,距離我們約41億光年。另一些參數間接表明該宿主星系環境中的磁性較弱。

探索快速射電暴

相比之下,這項研究前已知的FRB 121102宿主星系則與FRB 180924的宿主星系截然不同。FRB 121102宿主星系是一個千萬太陽質量級別的矮星系,射電源很可能處於極強磁性環境中。

於是我們自然就產生了疑問:為什麼這兩個快速射電源所處的環境截然不同?

探索快速射電暴

顯然,在對快速射電源只有兩個已知案例的情況下,我們很難推斷出全局的圖景和分類的規律。值得期待的是,隨著ASKAP參與研究的進一步展開和技術的進一步改進,我們有望從更多的單一爆發信號直接得到快速射電暴宿主星系的信息,更好地理解快速射電暴的產生原理。

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