久久综合色久久88中文_ 5億光年外傳來(lái)重復快速射電暴，這意味著(zhù)什么？

最近聽(tīng)說(shuō)，有天文學(xué)家首次觀(guān)測到了具有穩定周期的快速射電暴（FRB），這也是唯一已知的此類(lèi)快速射電暴，以16天為周期循環(huán)出現，對該快速射電暴的發(fā)現和解釋一旦確認，或將會(huì )帶來(lái)革命性影響。聽(tīng)起來(lái)這么厲害，自然要來(lái)解讀一番，聽(tīng)聽(tīng)國家天文臺陳學(xué)雷研究員怎么說(shuō)～

Part.1

什么是快速射電暴？

最早是什么時(shí)候發(fā)現的？

快速射電暴（英文簡(jiǎn)稱(chēng)FRB)是一種在天空中突然出現的射電爆發(fā)，短時(shí)間內可以達到相當高的亮度，但一般持續時(shí)間只有毫秒量級。

這種現象最初是美國天文學(xué)家洛里默（Lorimer）在分析澳大利亞帕克斯（Parkes）望遠鏡于2001年進(jìn)行觀(guān)測記錄的數據時(shí)發(fā)現的。洛里默在2007年發(fā)表了這一結果，但因為當時(shí)只有一個(gè)孤例，因此人們對于其真實(shí)性還持懷疑態(tài)度。2012年到2013年前后，人們又發(fā)現了多起類(lèi)似事件，特別是索頓（Thorton）等人在2013年的論文中公布了4例FRB后，人們認識到這應該是種常見(jiàn)現象，于是開(kāi)始積極搜尋FRB，目前已經(jīng)發(fā)現了很多。

由Duncan Lorimer發(fā)現的第一個(gè)快速射電暴FRB 010724

（Lorimer et al. 2007, Science, 318, 777L）

Part.2

這次發(fā)現的快速射電暴有哪些特點(diǎn)？

此前人們觀(guān)測到的大部分快速射電暴是不重復的，少數雖然重復爆發(fā)，但爆發(fā)的時(shí)間是隨機的，看不出明顯的規律性。這次的FRB是最早于2018年發(fā)現的，經(jīng)過(guò)從2018年9月16日到2019年10月31日的持續觀(guān)測，加拿大CHIME FRB團隊發(fā)現其爆發(fā)中存在顯著(zhù)的周期性，周期為16.35天。也就是說(shuō)，每隔16.35天，就會(huì )有一段爆發(fā)比較頻繁發(fā)生的時(shí)間。

CHIME望遠鏡

Part.3

科學(xué)家如何判斷它的位置？

對于快速射電暴，目前在首次發(fā)現的時(shí)候人們往往并不能精確定位，這是因為發(fā)現射電暴的望遠鏡往往追求大視場(chǎng)，相當于廣角鏡頭，角分辨率一般不是很高，只是粗略知道其方位。

這時(shí)也可以從單次觀(guān)測數據中粗略估計其距離，因為電波在穿過(guò)宇宙空間中的等離子體時(shí)會(huì )發(fā)生色散現象，也就是說(shuō)頻率高的信號會(huì )比頻率低的信號早一點(diǎn)到達，傳播的距離越遠，穿過(guò)的等離子體越多，色散就會(huì )越強烈。因此根據不同頻率信號到達的時(shí)間差，就可以估計出色散量，進(jìn)而估計其距離，但是這種估計往往有較大誤差，因為等離子體的分布并不是完全均勻的，有的地方多一些，有的地方少一些。

不同頻率電磁波受色散影響，到達探測器的時(shí)間不同

https://phys.org/news/2018-04-fast-radio.html

對于重復射電暴，人們既然知道其頻繁發(fā)生，就可以調用角分辨率更高的望遠鏡進(jìn)行監視，從而更精確地測定其方位。像這一個(gè)，人們對它的角測量精度就足夠高，從而能看出它在某個(gè)旋渦星系中。

Part.4

快速射電暴的產(chǎn)生與什么有關(guān)？

目前人們還不能完全確定快速射電暴的產(chǎn)生機制，學(xué)者們已經(jīng)提出了幾十種不同的理論模型。不過(guò)，大部分理論模型與致密天體特別是中子星有關(guān)。這是因為，快速射電暴持續時(shí)間非常短，亮度又非常高，這要求有一種能在很短時(shí)間、很小的空間尺度上釋放大量能量的機制，而且我們往往看到射電輻射而沒(méi)有看到其它波段的輻射，說(shuō)明這種輻射不是通常的高溫輻射，而是一種相干激發(fā)的電磁場(chǎng)輻射。

中子星體積?。ò霃绞菐资锪考墸?、密度高、快速旋轉，并往往伴有極高強度的磁場(chǎng)，如果產(chǎn)生這種強烈的相干輻射是不太令人意外的。當然，目前這仍然還是一些假說(shuō)，到底是不是由中子星產(chǎn)生的輻射，產(chǎn)生的具體機制，有沒(méi)有多種起源，這些問(wèn)題都還需要進(jìn)一步研究。

Part.5

研究快速射電暴有哪些難點(diǎn)？

發(fā)現穩定周期快速射電暴有哪些意義？

現在已公布的重復快速射電暴已經(jīng)有二十多個(gè)了，另外據說(shuō)還有一些尚未公布。那些未重復的快速射電暴是真的完全不重復？還是其實(shí)也重復但只是因為發(fā)生頻率太低沒(méi)有被發(fā)現？目前我們還并不清楚。當然，研究快速射電暴的一個(gè)難點(diǎn)就在于從單個(gè)事件數據里能推測出的信息太少，所以重復暴具有很大價(jià)值，一方面更精確的定位使我們了解它所處的星系和在星系中的位置，另一方面從其重復爆發(fā)的亮度、時(shí)間等分布也可以分析其爆發(fā)機制。

此次發(fā)現的穩定周期當然很有意義。我們知道，天文學(xué)的起源其實(shí)就來(lái)自人類(lèi)對周期性的認識：日出日落、月亮的盈缺、四季的變換、行星的會(huì )合等等，因此可以說(shuō)周期性是天文學(xué)家最重要的觀(guān)測線(xiàn)索之一。就本次而言，如何產(chǎn)生這種十幾天的周期性？人們目前有一些不同的推測：有可能快速射電暴的源是處在雙星系統中的中子星，那么雙星的公轉就提供了一種周期性的起源；孤立的中子星也有可能存在轉動(dòng)軸的進(jìn)動(dòng)，從而導致周期性。這些都有待進(jìn)一步的研究驗證，但顯然這種周期性提供了重要的線(xiàn)索。

受訪(fǎng)專(zhuān)家：陳學(xué)雷，中國科學(xué)院國家天文臺研究員，主要從事暗物質(zhì)、暗能量、星系大尺度結構等宇宙學(xué)研究。

主編：石碩

輪值主編：趙公博（國家天文臺研究員）

撰稿：蔡琳

編輯：黃京一、趙宇豪、柒柒

文章來(lái)源：中國科學(xué)院國家天文臺

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