距離地球幾十億光年的地方探測(cè)到奇怪“心跳”：快速射電暴FRB 20191221A

2025-12-07 19:31:43 分類：熱點(diǎn) 閱讀(49785)

距離地球幾十億光年的地方探測(cè)到奇怪“心跳”：快速射電暴FRB 20191221A
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：宇宙中較新的謎團(tuán)是快速射電暴（或稱FRB）：來(lái)自宇宙另一端的強(qiáng)烈、明亮的距離無(wú)線電波爆炸，通常只持續(xù)幾毫秒。地球地方到奇電暴現(xiàn)在，億光科學(xué)家們已經(jīng)探測(cè)到了迄今為止持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的探測(cè)FRB，它更像一個(gè)天體的怪快脈沖，而不是速射一個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的外星光點(diǎn)。
麻省理工學(xué)院的心跳研究人員Daniele Michilli在一份聲明中回憶說(shuō)：“這是不尋常的。它不僅非常長(zhǎng)，距離持續(xù)大約三秒鐘，地球地方到奇電暴而且有周期性的億光峰值，非常精確，探測(cè)每隔幾分之一秒就發(fā)出一次 -- 嘣，怪快嘣，速射嘣 -- 就像心跳一樣。心跳這是第一次信號(hào)本身是周期性的。”
盡管三秒鐘可能仍然看起來(lái)轉(zhuǎn)瞬即逝，但它比典型的FRB要長(zhǎng)大約一千倍。在這個(gè)短暫的時(shí)間范圍內(nèi)，信號(hào)將以清晰的模式每五分之一秒達(dá)到峰值。
“宇宙中沒(méi)有多少東西會(huì)發(fā)出嚴(yán)格的周期性信號(hào)，”Michilli解釋說(shuō)。“在我們的銀河系中，我們知道的例子是無(wú)線電脈沖星和磁星，它們旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生類似于燈塔的光束發(fā)射。而我們認(rèn)為這個(gè)新的信號(hào)可能是一個(gè)磁星或強(qiáng)大的脈沖星。”
信號(hào)的來(lái)源是像中子星這樣強(qiáng)大到令人心驚肉跳的東西，這是有道理的。脈沖星和磁星都是中子星的類型，中子星是巨型恒星極其密集的塌陷核心，在深空中快速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出周期性的能量爆炸。
在這種情況下，這些明亮的爆炸很可能從一個(gè)遙遠(yuǎn)而古老的星系穿越了幾十億光年，被加拿大氫強(qiáng)度繪圖實(shí)驗(yàn)（或稱CHIME），即不列顛哥倫比亞省的一種特殊類型的射電望遠(yuǎn)鏡接收到。
該信號(hào)被標(biāo)記為FRB 20191221A，由CHIME/FRB合作組織和幾十位合著者撰寫(xiě)的關(guān)于該發(fā)現(xiàn)的論文發(fā)表在本周的《自然》雜志上。
科學(xué)家們從2007年才知道FRB的存在，到目前為止，重復(fù)出現(xiàn)或表現(xiàn)出任何形式的FRB是相當(dāng)罕見(jiàn)的。
深化圍繞FRB 20191221A的謎團(tuán)的事實(shí)是，該信號(hào)看起來(lái)比人們期望從銀河系的脈沖星和磁星中看到的無(wú)線電暴強(qiáng)大約一百萬(wàn)倍。這可能是因?yàn)樗鼇?lái)自宇宙深處的某個(gè)通常被掩蓋的“怪物”天體，也可能是一個(gè)更典型的天體出于某種未知的原因，在某一時(shí)刻發(fā)出了一系列異常明亮的爆發(fā)。
Michilli說(shuō)：“這次探測(cè)提出了一個(gè)問(wèn)題：是什么導(dǎo)致了這種我們以前從未見(jiàn)過(guò)的極端信號(hào)，以及我們?nèi)绾文軌蚶眠@種信號(hào)來(lái)研究宇宙。未來(lái)的望遠(yuǎn)鏡有望每月發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的FRB，到那時(shí)我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多這樣的周期性信號(hào)。”
這些信號(hào)可以作為工具來(lái)研究更大的奧秘，比如宇宙的膨脹和恒星的生命周期。
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)：美國(guó)麻省理工學(xué)院天文學(xué)家從一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系探測(cè)到一種奇怪而持久的無(wú)線電信號(hào)，該信號(hào)似乎以驚人的規(guī)律閃爍。這個(gè)新的快速射電暴（FRB）信號(hào)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3秒，比平均FRB長(zhǎng)約1000倍。在這段時(shí)間內(nèi)，研究團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到以清晰的周期性模式每0.2秒重復(fù)一次的無(wú)線電波暴發(fā)，類似于跳動(dòng)的心臟。這一發(fā)現(xiàn)13日發(fā)表在《自然》雜志上。
研究人員已將該FRB信號(hào)標(biāo)記為20191221A，它是目前持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的FRB，具有迄今為止檢測(cè)到的最清晰的周期性模式。
信號(hào)源位于距離地球數(shù)十億光年的遙遠(yuǎn)星系中。確切的來(lái)源仍然是一個(gè)謎，盡管天文學(xué)家懷疑該信號(hào)可能來(lái)自射電脈沖星或磁星，這兩者都屬于中子星——極其致密、快速旋轉(zhuǎn)的巨星坍縮核心。
麻省理工學(xué)院卡夫利天體物理和空間研究所博士后丹尼爾·米奇利說(shuō)，宇宙中沒(méi)有多少東西會(huì)發(fā)出嚴(yán)格的周期性信號(hào)，在銀河系中已知的例子是無(wú)線電脈沖星和磁星，它們旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生類似于燈塔的光束發(fā)射，這個(gè)新信號(hào)可能亦如此。
該團(tuán)隊(duì)希望從這個(gè)來(lái)源檢測(cè)到更多的周期性信號(hào)，然后將其用作天體物理時(shí)鐘。例如，爆發(fā)的頻率以及當(dāng)信號(hào)源遠(yuǎn)離地球時(shí)它們?nèi)绾巫兓捎脕?lái)衡量宇宙膨脹的速度。
2019年12月21日，加拿大氫強(qiáng)度映射實(shí)驗(yàn)（CHIME）項(xiàng)目的大型射電望遠(yuǎn)鏡接收到一個(gè)FRB信號(hào)。研究人員發(fā)現(xiàn)其很不尋常——它持續(xù)了大約3秒鐘，而且還出現(xiàn)了非常精確的周期性峰值，每一秒都會(huì)發(fā)出轟鳴聲，就像心跳一樣。
在分析FRB 20191221A射電暴的模式時(shí)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了與銀河系中射電脈沖星和磁星的發(fā)射相似之處。射電脈沖星是發(fā)射無(wú)線電波束的中子星，隨著恒星旋轉(zhuǎn)而出現(xiàn)脈沖，而磁星由于其極端磁場(chǎng)而產(chǎn)生類似的發(fā)射。
新信號(hào)與銀河系射電脈沖星和磁星的發(fā)射之間的主要區(qū)別在于，F(xiàn)RB 20191221A的亮度似乎超過(guò)了100萬(wàn)倍。米奇利認(rèn)為，明亮的閃爍可能來(lái)自遙遠(yuǎn)的射電脈沖星或磁星，它在旋轉(zhuǎn)時(shí)通常不那么明亮，并且由于某種未知的原因，在一個(gè)罕見(jiàn)的長(zhǎng)達(dá)3秒的時(shí)間窗口中，CHIME幸運(yùn)地捕捉到了一連串明亮的爆發(fā)。
相關(guān)報(bào)道：MIT天文學(xué)家在離地球幾十億光年的地方探測(cè)到一個(gè)奇怪的“心跳”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：麻省理工學(xué)院(MIT)和其他地方的天文學(xué)家檢測(cè)到了一個(gè)來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的奇怪而持續(xù)的無(wú)線電信號(hào)，它似乎以驚人的規(guī)律性閃爍著。該信號(hào)已被歸類為快速射電暴(FRB)--一種未知天體物理學(xué)來(lái)源的強(qiáng)烈的射電波爆發(fā)，通常最多持續(xù)幾毫秒。
然而這個(gè)新信號(hào)相當(dāng)獨(dú)特，它持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3秒，這比一般的FRB長(zhǎng)約1000倍。在這個(gè)窗口內(nèi)，研究小組檢測(cè)到了每0.2秒重復(fù)一次的無(wú)線電波爆發(fā)，具有明顯的周期性，類似于一顆跳動(dòng)的心臟。
該信號(hào)被天文學(xué)家標(biāo)記為FRB 20191221A，是目前檢測(cè)到的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的FRB，其具有最清晰的周期模式。
該信號(hào)的源頭位于距離地球幾十億光年的一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系中。雖然天體物理學(xué)家懷疑該信號(hào)可能來(lái)自射電脈沖星或磁星--兩者都是中子星的類型--極其密集、快速旋轉(zhuǎn)的巨大恒星的坍縮核心，但該信號(hào)的確切來(lái)源仍是一個(gè)謎。
MIT Kavli天體物理學(xué)和空間研究所的博士后Daniele Michilli表示：“宇宙中沒(méi)有多少東西能發(fā)出嚴(yán)格的周期性信號(hào)。我們知道在我們自己的星系中的例子是射電脈沖星和磁星，它們旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生類似于燈塔的光束發(fā)射。而我們認(rèn)為這個(gè)新的信號(hào)可能是一個(gè)磁星或脈沖星的類固醇。”
科學(xué)家團(tuán)隊(duì)希望從這個(gè)源頭探測(cè)到更多的周期性信號(hào)然后將其作為天體物理學(xué)時(shí)鐘。比如他們可以使用爆發(fā)的頻率及它們?nèi)绾坞S著源頭遠(yuǎn)離地球而變化來(lái)測(cè)量宇宙的膨脹速度。
這一發(fā)現(xiàn)已于當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月13日發(fā)表在《自然》上，作者是CHIME/FRB合作組織的成員--包括MIT的共同作者Calvin Leung、Juan Mena-Parra、Kaitlyn Shin和Kiyoshi Masui以及Michilli（他先是作為麥吉爾大學(xué)的研究員，然后作為MIT的博士后領(lǐng)導(dǎo)了這一發(fā)現(xiàn)）。
“轟，轟，轟”
自從2007年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)FRB以來(lái)，整個(gè)宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)類似的無(wú)線電閃光，最近的一次則是由加拿大氫氣強(qiáng)度繪圖實(shí)驗(yàn)(CHIME)發(fā)現(xiàn)。CHIME是一個(gè)由四個(gè)大型拋物面反射器組成的干涉式射電望遠(yuǎn)鏡，位于加拿大不列顛哥倫比亞省的多米尼克天體物理觀測(cè)站。
CHIME在地球旋轉(zhuǎn)時(shí)持續(xù)觀測(cè)天空，另外它還被設(shè)計(jì)用來(lái)接收宇宙最早期階段的氫氣所發(fā)出的無(wú)線電波。該望遠(yuǎn)鏡對(duì)快速射電暴也非常敏感，自從它在2018年開(kāi)始觀測(cè)天空以來(lái)，CHIME已經(jīng)檢測(cè)到數(shù)百個(gè)從天空不同地方發(fā)出的FRB。
迄今為止觀察到的絕大多數(shù)FRB都是一次性的--超亮的無(wú)線電波爆發(fā)，持續(xù)幾毫秒就會(huì)消失。最近，研究人員發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)周期性的FRB，它似乎發(fā)出了一個(gè)有規(guī)律的無(wú)線電波模式。這個(gè)信號(hào)由四天的隨機(jī)爆發(fā)窗口組成，然后每16天重復(fù)一次。這個(gè)16天的周期表明了一種周期性的活動(dòng)模式，盡管實(shí)際的無(wú)線電暴的信號(hào)是隨機(jī)的而不是周期性的。
2019年12月21日，CHIME接收到一個(gè)潛在的FRB信號(hào)，這立即引起了正在掃描傳入數(shù)據(jù)的Michilli的注意。
“這很不尋常，”他回憶道，“它不僅非常長(zhǎng)，持續(xù)約三秒鐘，而且有非常精確的周期性峰值，每隔幾分之一秒就發(fā)出一次--轟，轟，轟--就像心跳一樣。這是第一次信號(hào)本身是周期性的。”
輝煌的爆發(fā)
在分析FRB 20191221A的無(wú)線電暴的模式時(shí)，Michilli和他的同事發(fā)現(xiàn)跟我們銀河系中的無(wú)線電脈沖星和磁星的輻射有相似之處。無(wú)線電脈沖星是發(fā)射無(wú)線電波束的中子星，隨著恒星的旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)脈沖，而磁星由于其極端的磁場(chǎng)而產(chǎn)生類似的發(fā)射。
這個(gè)新信號(hào)跟我們自己銀河系脈沖星和磁星的無(wú)線電發(fā)射之間的主要區(qū)別是，F(xiàn)RB 20191221A的亮度似乎是它的100多萬(wàn)倍。Michilli指出，這些發(fā)光的閃光可能來(lái)自于一個(gè)遙遠(yuǎn)的射電脈沖星或磁星，它通常在旋轉(zhuǎn)時(shí)亮度較低，但由于某種未知的原因，在CHIME幸運(yùn)地捕捉到的一個(gè)罕見(jiàn)的三秒鐘窗口中射出了一連串明亮的爆發(fā)。
“CHIME現(xiàn)在已經(jīng)探測(cè)到許多具有不同性質(zhì)的FRB。我們已經(jīng)看到一些生活在非常湍流的云層中，而其他的看起來(lái)像是在干凈的環(huán)境中。從這個(gè)新信號(hào)的特性來(lái)看，我們可以說(shuō)，在這個(gè)源頭周圍，有一團(tuán)等離子體，一定是非常紊亂的，”Michilli說(shuō)道。
天文學(xué)家希望從周期性的FRB 20191221A中捕捉到更多的爆發(fā)，這將可以幫助完善他們對(duì)其來(lái)源以及一般中子星的理解。
Michilli說(shuō)道：“這次探測(cè)提出了這樣一個(gè)問(wèn)題：什么會(huì)導(dǎo)致這種我們以前從未見(jiàn)過(guò)的極端信號(hào)以及我們?nèi)绾卫眠@種信號(hào)來(lái)研究宇宙。未來(lái)的望遠(yuǎn)鏡有望每月發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的FRB，到那時(shí)我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多這樣的周期性信號(hào)。”
相關(guān)報(bào)道：天文學(xué)家在數(shù)十億光年外檢測(cè)到一顆恒星的神秘“心跳”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：BGR報(bào)道，麻省理工學(xué)院和其他大學(xué)的一組天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆恒星的“心跳”。這種“心跳”是一種無(wú)線電信號(hào)，源于離地球數(shù)十億光年之外的一個(gè)未知來(lái)源。天文學(xué)家不確定到底是什么原因造成的，但他們說(shuō)它很可能來(lái)自一個(gè)無(wú)線電脈沖星或一顆磁星。
他們檢測(cè)到的信號(hào)是一個(gè)快速射電暴（或稱FRB）。它本質(zhì)上是一種強(qiáng)烈的無(wú)線電波爆發(fā)。FRB通常最多持續(xù)幾毫秒。然而，天文學(xué)家探測(cè)到的信號(hào)持續(xù)了大約3秒。這大約比一般的FRB長(zhǎng)1000倍。該信號(hào)還每0.2秒重復(fù)一次，幾乎像恒星的“心跳”。
他們將該信號(hào)標(biāo)記為FRB 20191221A。這是目前持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的FRB，它具有我們迄今為止檢測(cè)到的最清晰的周期性模式。正如在上面指出的，天文學(xué)家們并不真正確定這個(gè)無(wú)線電信號(hào)的確切原因是什么。它要么屬于一個(gè)無(wú)線電脈沖星，要么屬于一個(gè)磁星。兩者都是中子星，它是大質(zhì)量恒星的極其密集和快速旋轉(zhuǎn)的塌陷核心。
天文學(xué)家們相信它是這兩種中的一種，因?yàn)樗鼈兪悄壳八赖陌l(fā)出這種信號(hào)的實(shí)體的主要例子。但是，由于這個(gè)類似“心跳”的信號(hào)是如此活躍，天文學(xué)家說(shuō)它幾乎就像一個(gè)強(qiáng)大的脈沖星或磁星。
天文學(xué)家們本月在《自然》雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的論文。該發(fā)現(xiàn)由麻省理工學(xué)院的共同作者Calvin Leung、Juan Mena-Parra、Kaitlyn Shin和Kiyoshi Masui以及Daniele Michilli記錄。研究人員希望能夠通過(guò)更多的觀察信號(hào)來(lái)研究這顆恒星的“心跳”。
Michilli在麻省理工學(xué)院的一份新聞稿中解釋說(shuō)：“它不僅非常長(zhǎng)，持續(xù)大約三秒鐘，而且有周期性的峰值，非常精確，每隔幾分之一秒就發(fā)出一次。”在對(duì)這個(gè)“心跳”進(jìn)行更多的調(diào)查后，他們發(fā)現(xiàn)它與我們銀河系中的其他無(wú)線電脈沖星和磁星非常相似。另一個(gè)原因是他們相信它可能是這兩者中的一個(gè)。
不過(guò)，要發(fā)現(xiàn)信號(hào)的確切來(lái)源，還需要更多的觀察。也許，隨著他們繼續(xù)傾聽(tīng)這顆恒星的“心跳”，他們將能夠確定它到底來(lái)自哪里。甚至可能是負(fù)責(zé)它的恒星在多長(zhǎng)時(shí)間前坍塌的。如果它確實(shí)是由無(wú)線電脈沖星或磁星引起的。