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大量神秘的快速射电暴

在发现 FRB 十多年后,天文学家仍然对毫秒级的宇宙爆炸的起源感到困惑,每次爆炸产生的能量相当于太阳的年产量。

在 10 月 13 日出版的《自然》杂志上发表的一项研究中,包括 UNLV 天体物理学家张冰在内的科学家们报告说,在 2019 年的 47 天内,从一个来源总共发现了 1,652 个独立的 FRB。被称为 FRB 121102 的 FRB 是在中国使用五百米孔径球面望远镜 (FAST) 观测到的,在一次事件中代表的 FRB 比之前所有报告的事件总和还要多。

“这是第一次如此详细地研究一个 FRB 源,”该研究的通讯作者之一张说。“大型爆发集帮助我们的团队以前所未有的方式了解 FRB 的特征能量和能量分布,这为为这些神秘现象提供动力的发动机提供了新的线索。”

自 2007 年首次发现 FRB 以来,世界各地的天文学家已转向像 FAST 这样强大的射电望远镜来追踪爆发并寻找有关它们来自何处以及如何产生的线索。人们普遍认为,为大多数 FRB 提供动力的来源是磁星,这是一种密度非常大的城市大小的中子星,拥有宇宙中最强的磁场。虽然科学家们越来越清楚是什么产生了 FRB,但它们发生的确切位置仍然是个谜。

最近的结果可能开始解开一个谜。

据张说,FRB 的来源有两种活动模型。一种可能是它们来自磁层,或位于磁星的强磁场内。另一种理论认为,FRB 是由磁层外以光速传播的相对论激波形成的。

“这些结果对后一种模型构成了巨大挑战,”张说。“爆发太频繁了——考虑到这一事件本身就占磁星可用能量的 3.8%——它增加了太多能量,使第二个模型无法工作。”

从 2019 年 8 月 29 日到 10 月 29 日,FAST 在 47 天内总共 59.5 小时内测量了爆发。

“在最活跃的阶段,FRB 121102 包括在一小时内测量到的 122 次爆发,这是有史以来观察到的任何 FRB 的最高重复率,”文章的主要作者之一、中国科学院国家天文台的王培说科学(NAOC)。

研究人员预计,未来 FAST 将继续系统地研究大量重复的 FRB。

“作为世界上最大的天线,FAST 的灵敏度被证明有利于揭示宇宙瞬变的复杂性,包括 FRB,”该研究的首席研究员、NAOC 的 Di Li 说。

该研究包括来自四个国家的 16 个机构的 30 多位合著者,是这些机构之间长期合作的一部分。除UNLV和NAOC外,合作机构还包括贵州师范大学、康奈尔大学、马克斯普朗克射电天文研究所、西弗吉尼亚大学、CSIRO天文与空间科学、加州大学伯克利分校和南京大学。

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