快速射電暴追溯到我們期望的最后一個(gè)地方

之謎快速射電暴（FRB） 只是變得更奇怪了。

一組天文學(xué)家剛剛追蹤到一個(gè)名為FRB 系列20190208A 回到吐出它的遙遠(yuǎn)星系——他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)微小、微弱的矮星系，它似乎在可觀測(cè)宇宙的一半以上。

找到這些神秘信號(hào)之一是一個(gè)非常不尋常的地方，它證實(shí)它們比我們目前理解的要復(fù)雜得多。

“大多數(shù)快速射電暴宿主星系似乎是巨大的恒星形成星系——也許意味著大多數(shù) FRB 是由核心坍縮超新星形成的磁星產(chǎn)生的，“阿姆斯特丹大學(xué)的天文學(xué)家 Danté Hewitt 告訴 ScienceAlert。

“然而，F(xiàn)RB 20190208A 宿主星系的微弱意味著它是我們見(jiàn)過(guò)質(zhì)量最小的 FRB 宿主星系之一——所以這絕對(duì)令人驚訝！”

快速射電暴是一個(gè)有趣的宇宙難題。它們是射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)中出現(xiàn)的巨大無(wú)線電波尖峰，持續(xù)時(shí)間僅為幾毫秒，但在這段時(shí)間內(nèi)放電相當(dāng)于 5 億個(gè)太陽(yáng)的能量.

它們中的大多數(shù)只隨機(jī)發(fā)作一次，因此無(wú)法預(yù)測(cè)，也很難追溯到來(lái)源。然而，有些人是慣犯，繼續(xù)吐出信號(hào)，有時(shí)是隨機(jī)的，有時(shí)采用定時(shí)模式.這些通常更容易追蹤，因?yàn)樘煳膶W(xué)家可以觀察它們并更仔細(xì)地研究它們。

我們目前還不能很好地掌握是什么造就了它們。越來(lái)越多的證據(jù)表明，磁星噴發(fā)至少是其中一些的罪魁禍?zhǔn)?/a>;但 FRB 的不同呈現(xiàn)方式表明我們沒(méi)有完整的故事?？纯此麄儊?lái)自哪里是填補(bǔ)一些空白的一種方法。

這讓我們想到了 FRB 20190208A，一個(gè)重復(fù)的突發(fā)2019 年 2 月首次發(fā)現(xiàn).休伊特和他的同事使用射電望遠(yuǎn)鏡觀察了爆發(fā)的位置，總共持續(xù)了 65.6 小時(shí)。在那段時(shí)間里，在 2021 年 2 月至 2023 年 8 月期間，他們又發(fā)現(xiàn)了兩次源爆發(fā)。

這些信息使他們能夠確定它在天空中的位置。然后，他們使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行深空觀測(cè)，看看那里可能潛伏著什么樣的星系。

“我們最初嘗試識(shí)別宿主星系的嘗試顯示，在 FRB 位置沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何來(lái)源。我們有點(diǎn)困惑，“休伊特說(shuō)。

“在這種情況下，有幾種可能的解釋，但看似'無(wú)宿主'的 FRB 非常罕見(jiàn)（因?yàn)榇蠖鄶?shù) FRB 源似乎都在大質(zhì)量星系中）。但是，當(dāng)我們看到來(lái)自Gran Telescopio 加那利群島，有一個(gè)非常令人興奮的 '哦哇！看！實(shí)際上，在爆發(fā)的來(lái)源處有一絲微弱的污跡。

矮星系很難看到，而距離只會(huì)加劇這種情況。因?yàn)檫@個(gè)太微弱了，研究人員無(wú)法得出一個(gè)有把握的距離測(cè)量值;但是，通過(guò)觀察 FRB 的射電光在太空中傳播時(shí)的分散方式，它可能是一個(gè)大約 70 億年的光旅行時(shí)間。

這將使 FRB 20190208A最遙遠(yuǎn)的FRB 曾經(jīng)檢測(cè)到，這非常漂亮。但真正激發(fā)想象力的是這個(gè)小星系的身份。

休伊特說(shuō)：“這個(gè)宿主星系很可能比絕大多數(shù)其他FRB宿主星系暗10-100倍，可能與麥哲倫星云相當(dāng)。

“自然地，像這樣的矮星系在宇宙中并沒(méi)有容納很多恒星。因此，在這樣的星系中找到 FRB 可能表明存在有利于產(chǎn)生（某些）FRB 源的環(huán)境條件（例如金屬豐度：氣體是否為純氫）。

到目前為止，只有少數(shù) FRB 實(shí)現(xiàn)了本地化。有趣的是，與非重復(fù)的 FRB 相比，可以追溯到矮星系的重復(fù) FRB 更多。這可能是觀察偏差;但也可能意味著矮星系中的條件在某種程度上更有利于重復(fù) FRB 的產(chǎn)生。

休伊特解釋說(shuō)，眾所周知，矮星系擁有宇宙中一些質(zhì)量最大的恒星，因?yàn)樗鼈兊慕饘儇S度很低。當(dāng)這些恒星死亡時(shí)，它們不會(huì)悄無(wú)聲息地消失，以核心坍縮的超新星的形式炸毀天空。這些坍縮的核心然后繼續(xù)變成高度磁化的中子星或磁星。

休伊特說(shuō)：“因此，在矮星系中發(fā)現(xiàn)重復(fù)的FRB源可能會(huì)將這些重復(fù)的FRB源與大質(zhì)量恒星祖先聯(lián)系起來(lái)?！斑@有點(diǎn)詩(shī)意。當(dāng)質(zhì)量最大的恒星死亡時(shí)，它們會(huì)釋放出宇宙中一些最有能量的爆炸;然后，也許這些爆炸的殘余物繼續(xù)向虛空中尖叫，反復(fù)產(chǎn)生 FRB。

我們還沒(méi)有到可以解決這個(gè)迷人難題的地步。但我們離目標(biāo)越來(lái)越近了。正是這些發(fā)現(xiàn)讓我們一步一步地艱苦地全面了解這些狂野的巨大天空爆炸背后的原因。

“這也是對(duì)未來(lái)的一個(gè)小小的警示故事，”休伊特告訴 ScienceAlert。

“FRB 20190208A 的故事告訴我們，為了將 FRB 與宿主星系牢固地聯(lián)系起來(lái)，我們有時(shí)需要從射電陣列中獲得非常精確的位置，以及使用我們目前擁有的最大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行非常深入的成像。這根本不是數(shù)千個(gè)來(lái)源可以做的事情。

該團(tuán)隊(duì)的研究已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快訊.

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