中國天眼“看到”持續活躍快速射電暴
位於貴州的那口“大鍋”,最近又燉出了一鍋“好菜”。
6月9日,《自然》發表了一項快速射電暴(FRB)方麵的研究成果。在中國天眼(FAST)的加持下,中國科學院國家天文台(以下簡稱國家天文台)等單位的研究人員發現了全球首例持續活躍的重複快速射電暴FRB 20190520B。
這一發現引起天文學家的廣泛興趣。FAST首席科學家、國家天文台研究員李菂表示:“FRB 20190520B有著非常奇特的特性,在國際天文界引起了廣泛關注,開啟了一個新的熱點研究方向。”
它的家在距離我們30億光年的矮星係
快速射電暴是宇宙中一類神秘的爆發現象,可以在一毫秒內爆發出大約太陽一年才能輻射出的能量。2007年被發現以來,快速射電暴一直是天文學最前沿的研究方向之一。
時間回到2019年。那時,論文第一作者、國家天文台牛晨輝博士在處理FAST觀測數據時發現,5月20日的數據存在重複的高色散脈衝。“當時很激動,我們很快排除了這是脈衝星和射電幹擾,確定了該脈衝來自一個新的快速射電暴。”牛晨輝說。依照國際慣例,該快速射電暴被命名為FRB 20190520B。
在後續觀測中,研究人員發現FRB 20190520B並不像其他快速射電暴閃爍一次便神龍見首不見尾,而是持續活躍,一直在閃耀。
為找到這一快速射電暴的家,也就是其宿主星係,研究人員邀請美國甚大陣列望遠鏡(VLA)加入了觀測。
由於FAST提供的位置相對精確以及FRB 20190520B非常活躍,研究人員在第一次的VLA觀測中就探測到了來自FRB 20190520B的爆發,並發現了一顆與之對應的致密的持續射電源。
“這是第二例探測到伴隨有致密射電持續源的快速射電暴。”牛晨輝強調。但是,這個射電持續源的對應體究竟是什麼,研究人員依然未知。
隨後,經研究人員邀請,美國帕洛瑪望遠鏡和凱克望遠鏡、加拿大-法國-夏威夷望遠鏡和日本斯巴魯近紅外光學望遠鏡也加入觀測行列。
“在綜合分析觀測數據後,我們確定FRB 20190520B的家是一個距離我們30億光年的貧金屬矮星係。”牛晨輝說道。
有望建立全新的快速射電暴演化圖景
在得到宿主星係的信息後,研究人員推算出,FRB 20190520B宿主星係貢獻的色散值非常大,遠遠超出了其他已知快速射電暴的對應值。
“sesanshidianciboxinhaozaijiezhizhongchuanboshi,yuchuanbolujingzhongdejiezhixianghuzuoyong,zaochengxinhaodegaopinchengfenbidipinchengfenchuanbokuaidexianxiang。sesannenggoujilukuaisushedianbaozaichuanboshizouguodelu。”牛晨輝解釋說,宿主星係貢獻的色散值非常大,意味著FRB 20190520B爆發源附近的電子密度很高、電磁環境非常複雜。
另外,此次FAST發現的FRB 20190520B與美國阿雷西博望遠鏡2016年發現的FRB 20121102A非常相似。二者都極為活躍,都擁有複雜的電磁環境。
更重要的是,FRB 20190520B各方麵的特征都更為極端。比如,FRB 20121102A隻是存在爆發活躍期,但是FRB 20190520B從未停止爆發,目前FAST已經探測到了幾百次FRB 20190520B爆發;同時,FRB 20190520B的局部電子密度分布更加複雜。
牛晨輝表示,綜合FAST的近期觀測數據,FRB 20121102A和FRB 20190520B很可能代表了快速射電暴的演化早期階段,有望揭開快速射電暴起源的神秘麵紗。
對此,快速射電暴領域創始人鄧肯·洛裏默評價說:“基於FRB 20190520B這zhe些xie特te征zheng及ji其qi持chi續xu射she電dian源yuan的de存cun在zai,我wo認ren為wei快kuai速su射she電dian暴bao可ke能neng有you不bu同tong的de分fen類lei。隨sui著zhe快kuai速su射she電dian暴bao樣yang本ben的de持chi續xu增zeng長chang,預yu計ji未wei來lai幾ji年nian內nei,我wo們men能neng夠gou撥bo開kai快kuai速su射she電dian暴bao神shen秘mi的de麵mian紗sha。”
在李菂看來,未來FAST的持續觀測,特別是執行“快速射電暴巡天”優先重大項目,有望建立全新的快速射電暴演化圖景。
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