一次性「快速電波爆發」源頭定位成功,來自 36 億光年外星系郊區

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 01 日 15:14 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly


做為宇宙中最神祕的高能天體物理現象之一,一次性快速電波爆發(FRB)通常起源不明,難以捉摸,然而現在,科學家終於抓到了其中一道訊號的家!

快速電波爆發(Fast radio burst,FRB)是宇宙中的瞬態電波脈衝,來自銀河系之外,持續時間僅幾毫秒,但就這一瞬間產生的能量,可與同一時期 5 億個太陽相匹敵。過去 12 年來,我們只知道快速電波爆發非常強大,但至今除了 2 個訊號被重複檢測到外,其餘全如曇花一現,致使科學家摸不清它們來自宇宙何處。

至今為止,科學家已捕捉到 85 個 FRB 訊號,其中只有 FRB 121102、FRB 180814.J0422 + 73 這兩個被重複檢測並且可以追溯到源頭,FRB 121102 訊號來自 30 億光年外一個活躍的矮星系,很可能由內部一顆高度磁化的中子星所發出;FRB 180814.J0422 + 73 則來自 16 億光年外的星系。

其他一次性 FRB 訊號錯過就是錯過了,我們只能一瞥這些宇宙閃光,卻無法過問它們來自何方。直到現在,由澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)天文學家 Keith Bannister 領導的團隊,利用澳大利亞平方公里陣列(Australian Square Kilometre Array Pathfinder,ASKAP)電波望遠鏡帶來突破性創舉:發現新的一次性快速電波爆發訊號 FRB 180924,並且找到它的起源!

FRB 180924 訊號持續持間僅 1.3 毫秒,澳大利亞平方公里陣列收到數據後,團隊著手花了 10 天處理資料,確認 FRB 180924 訊號來自 36 億光年外的 DES J214425.25-405400.81 星系,並且爆發源距離該星系的中心約 13,000 光年,表明發出 FRB 180924 訊號的宿主物體位於安靜的星系郊區,而非熱鬧的星系中心。

▲ 澳大利亞平方公里陣列由 36 個碟型天線組成。

找出快速電波爆發源頭的技術有多精準?Keith Bannister 比喻:好比你從月球俯視地球時,可以精確指出這道爆發來自哪座城市的哪個街區,甚至連郵遞區號都鎖定。

為更了解 DES J214425.25-405400.81 星系特質,研究團隊也通知世界各地合作機構,靠全球最大的 3 個光學望遠鏡:凱克望遠鏡、南雙子望遠鏡、甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)對該星系進行成像,發現它的質量比發出 FRB 121102 訊號的矮星系還要大 1,000 倍,然而 DES J214425.25-405400.81 星系形成的新恆星不多,而矮星系雖然總質量小,但精力充沛、熱衷於孕育新生恆星。

這說明快速電波爆發可能來自各種環境。目前爆發原因仍未知,但當科學家可以確定爆發的位置,就是解決謎團的一大飛躍,我們即將揭曉的不僅是快速電波爆發的家鄉,還包括整個宇宙──從爆發開始到結束之間的延遲,可以告訴我們電磁波在來到地球的途中經過多少氣體,反過來,這可以告訴我們星系空間中有多少過去難以探測的物質。

這就是天文學家如此興奮的原因。新論文發表在《科學》期刊。

(圖片來源:澳大利亞聯邦科學與工業研究組織

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