神秘的快速射電暴FRB幫助天文學家稱量我們的銀河系，它比預期的要輕 _快速射電暴

藝術(shù)家對銀河系及其衛(wèi)星星系周圍熱氣體的描繪。（圖片來源：NASA / CXC / M.Weiss/Ohio State/A Gupta等人）
據(jù)美國太空網(wǎng)（作者：布萊利·劉易斯）：十多年來，所謂的快速射電暴（FRB）一直困擾著科學家。這些超短命、明亮的無線電波在天空中閃光整天都在發(fā)生，但沒有人知道是什么原因造成的。
雖然FRB仍然是一個謎，但對這種奇怪現(xiàn)象的新觀測實際上可能有助于天文學家更多地了解我們自己的銀河系鄰居。在第241屆美國天文學會會議上舉行的新聞發(fā)布會上提出的新研究中，加州理工學院的一個天文學家團隊報告說，使用FRB測量了銀河系的質(zhì)量 - 事實證明我們的銀河系比預期的要輕。
加州理工學院的天文學家建造了一個名為Deep Synoptic Array（DSA）的天文臺，這是一個由110個無線電天線組成的集合，坐落在加利福尼亞州中部歐文斯山谷的大松派尤特部落的祖先土地上，以對FRB進行更精確的測量。
他們的目標是精確定位他們觀察到的每個FRB在天空中的位置，以幫助找出這些閃光的來源。這項任務需要高度詳細的分辨率 - 相當于在月球表面發(fā)現(xiàn)一角硬幣。
同時，陣列必須勘測一大片天空，才有希望發(fā)現(xiàn)極短的爆發(fā) 。測量大量天空意味著要處理大量數(shù)據(jù)，因此陣列的計算機每秒處理24千兆字節(jié) 。這遠遠超出了我們與之交互的大多數(shù)計算機的能力“這就像同時流式傳輸 28，000 部 Netflix 電影一樣。
從長遠來看，天文學家希望在內(nèi)華達州的沙漠中建造一個更先進的FRB天文臺，綽號DSA-2000 - 是的，這是一個由兩千個無線電天線組成的陣列。但即使是最初的DSA也是觀察FRB的強大工具。
“DSA現(xiàn)在是世界領先的儀器，”加州理工學院天文學家Vikram Ravi在新聞發(fā)布會上說。僅在 2022 年，即其運行的第一年，DSA-110 就幫助天文學家發(fā)現(xiàn)了 30 個具有精確位置的 FRB，超過了自 2007 年發(fā)現(xiàn)第一個 FRB 以來的 21 位科學家之前追蹤的 2007 位科學家。
精確定位能力尤為重要，Ravi說。“通過弄清楚FRB的環(huán)境是什么樣的，我們可以說一些關(guān)于它們起源的事情。
這些觀測不僅為天文學家提供了了解FRB奧秘的線索，而且還揭示了我們周圍看不見的物質(zhì) 。“事實證明，超過80%的重子物質(zhì) - 不是暗物質(zhì) ，而是像你和我這樣的物質(zhì) - 在附近的宇宙中是不可見的，”拉維說。這種隱藏的物質(zhì)真的分散開來，讓我們的望遠鏡很難看到。（暗物質(zhì)是天文學家無法直接看到的神秘物質(zhì)，但通過它在星系上的引力特征觀察到了。
當無線電波從遙遠的星系傳播到我們在地球上的天線時，某些頻率的波將被延遲 - 這是觀察者和FRB之間有多少物質(zhì)的指標。來自DSA的數(shù)據(jù)顯示，我們的銀河系的常規(guī)物質(zhì)遠沒有天文學家預期的那么少。雖然宇宙的大部分由大約16%的常規(guī)物質(zhì)和84%的暗物質(zhì)組成，但我們的銀河系不到10%的常規(guī)物質(zhì)和超過90%的暗物質(zhì) 。
這種意想不到的輕盈可能暗示著我們銀河系過去的井噴。“這些結(jié)果強烈支持星系形成模擬預測的場景，其中反饋過程將物質(zhì)從星系的光暈中排出，”拉維在加州理工學院的一份聲明中說。他補充說，這些過程是“星系形成的基礎，其中物質(zhì)以周期的形式流入和吹出星系” 。
這只是新命名的DSA的第一年觀測，該觀測于2022年2月開始調(diào)試，天文臺仍在增加，110個培養(yǎng)皿中只有63個涉及新研究。因此，加州山谷可能會有更多的東西來幫助解開FRB的故事等等。
該研究也被接受發(fā)表在《天體物理學雜志》上，并可在預印本服務器 arXiv.org 上閱讀。