FRB 20201124A是2020年加拿大氢强度测绘实验(Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment,缩写为CHIME)天线阵发现的一个来自银河系外的讯号。 这个大视场阵列很善于「看见」新的快速电波爆,在发现这个活跃讯号后,中国科学院及北京大学的研究团队透过中国天眼(即500公尺口径球面无线电望远镜,简称FAST)跟进观测。 从2021年4月1日至6月11日这两个多月的时间里,每天一小时的持续观测令科学家对于快速电波爆有了更多新的见解,研究论文发表于《自然》期刊。
快速电波爆是宇宙中一种偶发的无线电波爆发现象,在几毫秒的时间内所释放的能量相当于当前全球一年总发电量的几百亿倍。 快速电波爆自2007年首次被确定存在以来,迅速成为天文学研究热点之一,迄今已经发现了上百例,但其物理起源、周围环境、中心机制等,至今尚不明晰,也缺乏对其核心区物理参数的直接观测资料。
大多数记录在案的爆发都只有一次,重复发生的相当稀有,而FRB 20201124A不仅重复发生,在82小时的观测时段内发生了1863次爆发,还出现了法拉第效应的奇异演化行为(法拉第效应是指一道偏振光受到外磁场作用而产生偏振旋转的现象)及猝灭现象(即短时间内从高频率发生变成突然消失), 这与过去所见的快速电波爆都不相同。
藉由FRB 20201124A的大量观测资料,天文学家推断出该来源是一颗磁星,偏振随时间变化的方式也显示磁场的强度和磁星周围粒子的密度是不均匀的,这对于一颗孤立的磁星来说不太可能,也许它还有一颗伴星-蓝色的Be型恒星在干扰着讯号源,这种恒星经常与中子星一起出现,这个观点在《 自然-通讯》的一篇论文中由第一作者王发印所提出。
然而磁星也隶属于中子星的一种,是大质量恒星的坍缩核心,这类恒星的寿命短暂,因此年轻的磁星被认为在恒星生成率较高的区域才有机会发现,但FRB 20201124A是在一个类似于银河系的星系中发现的,鉴于银河系的恒星生成率并不高,因此这个快速电波爆源母星系也不应该有很高的恒星生成率。
或许科学家还遗漏了某些重要信息或是物理漏洞,但在近几年来,大视场望远镜的系统性发展及全球合作,使该领域的研究一日千里,相信更多的观测资料及理论建模能带领人类一步步的逼近真相。 (编译/许晋翊)
资料来源:Science Alert, 中国科学院
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