天文學(xué)界出現(xiàn)了一位新晉“網(wǎng)紅”——快速射電暴(FRB)。

近日，加拿大科學(xué)團(tuán)隊(duì)在《自然》官網(wǎng)上發(fā)表了兩篇論文，表示加拿大氫強(qiáng)度測(cè)繪實(shí)驗(yàn)(CHIME)射電望遠(yuǎn)鏡在2018年夏季預(yù)調(diào)試階段探測(cè)到了13個(gè)快速射電暴信號(hào)，其中有一例為迄今較為罕見的連續(xù)重復(fù)快速射電暴。一時(shí)間，各大媒體紛紛被這個(gè)來自宇宙深處的神秘信號(hào)“占領(lǐng)”。

起源仍然是個(gè)謎

快速射電暴是一種短暫猛烈的無線電波暴發(fā)的天文現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間通常僅有幾毫秒，釋放出的能量卻能夠與太陽一整天內(nèi)釋放的能量相當(dāng)。

“截至2018年底，人們已經(jīng)觀測(cè)到了60余個(gè)快速射電暴，其中只有1個(gè)為連續(xù)重復(fù)的信號(hào)。此次再次探索到重復(fù)快速射電暴，這具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。”中科院紫金山天文臺(tái)研究員吳雪峰在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，一旦確定某一快速射電暴為重復(fù)暴，便可以人為調(diào)控衛(wèi)星、望遠(yuǎn)鏡定期觀測(cè)，從而確定暴源位置、探索暴源的空間環(huán)境，為研究快速射電暴的生成機(jī)制奠定基礎(chǔ)。例如，首個(gè)重復(fù)暴源已被定位于一個(gè)矮星系中的一片恒星形成區(qū)，距離地球大約30億光年，位于銀河系外。

雖然現(xiàn)階段快速射電暴真實(shí)的形成機(jī)制還無從得知，但是學(xué)者提出了很多不同的理論假說。吳雪峰表示，對(duì)于非重復(fù)暴，有學(xué)者認(rèn)為其與致密天體的塌縮或致密雙星的并合等災(zāi)難性事件有關(guān)。例如中子星塌縮成黑洞的過程中可能形成一次性射電暴發(fā)，雙中子星的并合也可能產(chǎn)生非重復(fù)暴。而2017年轟動(dòng)世界的引力波事件也是由雙中子星并合引起的，也就是說，引力波、伽馬射線暴、快速射電暴有可能同時(shí)產(chǎn)生。而對(duì)于重復(fù)暴，有些學(xué)者認(rèn)為如果中子星或脈沖星“闖入”小行星帶，其與小行星發(fā)生的每一次碰撞都可能產(chǎn)生性質(zhì)相同的快速射電暴。也有學(xué)者提出，中子星對(duì)白矮星間歇性吸積的過程可能會(huì)產(chǎn)生重復(fù)暴。

“學(xué)者還提出了很多其他模型，而快速射電暴的真實(shí)機(jī)制還需要更多的觀測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。”吳雪峰表示：“總結(jié)起來，目前天文學(xué)界對(duì)于快速射電暴達(dá)成了3項(xiàng)基本共識(shí)：這是一種非人為因素造成的天文現(xiàn)象;至少存在重復(fù)性和非重復(fù)性兩類;它起源于銀河系之外的遙遠(yuǎn)宇宙。”

CHIME望遠(yuǎn)鏡“高產(chǎn)”有絕招

回首人類首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴，彈指間已過了近20載。全球科學(xué)家花費(fèi)了十幾年的時(shí)間才總共尋覓到了60余個(gè)射電暴，為何加拿大CHIME望遠(yuǎn)鏡在短時(shí)間內(nèi)就“邂逅”了13個(gè)呢?該望遠(yuǎn)鏡究竟有哪些絕招?

“CHIME望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)寬、靈敏度高、時(shí)間分辨率高，三者兼顧，找到了一個(gè)較好的平衡點(diǎn)，成為了其觀測(cè)快速射電暴的絕招。”中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，目前看來，快速射電暴隨機(jī)發(fā)生，而望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)越大，同一時(shí)間觀測(cè)到的天空范圍也越大，因此其捕捉到快速射電暴的機(jī)會(huì)也越多;較高的靈敏度為探測(cè)強(qiáng)度較弱的快速射電暴提供了可能性;CHIME望遠(yuǎn)鏡還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在大視場(chǎng)下能達(dá)到相對(duì)較高的時(shí)間分辨率，將毫秒級(jí)的快速射電暴信號(hào)從大量的數(shù)據(jù)中火眼金睛地“挑”出來。

“以前搜索到快速射電暴的帕克斯(Parkes)、阿雷西博(Arecibo)射電望遠(yuǎn)鏡靈敏度都很高，但其視場(chǎng)小，往往需要更長(zhǎng)的時(shí)間才有機(jī)會(huì)找到目標(biāo)。原則上任何一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡都有可能捕捉到快速射電暴，包括我國(guó)的‘天眼’FAST。”在陳學(xué)雷看來，F(xiàn)AST靈敏度相對(duì)較高，在捕捉信號(hào)強(qiáng)度較弱的快速射電暴時(shí)具有一定優(yōu)勢(shì)，而且種種跡象表明弱暴發(fā)生得更為頻繁，因此FAST是有機(jī)會(huì)探測(cè)到的。至于FAST多久之后能夠探測(cè)到快速射電暴，陳學(xué)雷表示目前尚無法預(yù)測(cè)。

“隨著人們對(duì)快速射電暴的關(guān)注度越來越高，很多研究團(tuán)隊(duì)開始升級(jí)射電望遠(yuǎn)鏡的接收設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)更高的時(shí)間分辨率。可以預(yù)測(cè)，未來幾年人們探測(cè)到的快速射電暴數(shù)量將會(huì)大大增加，快速射電暴的神秘面紗也將逐漸揭開。屆時(shí)，進(jìn)一步精準(zhǔn)定位快速射電暴的源頭將是研究者的一個(gè)主要任務(wù)。”陳學(xué)雷說。

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