新論文探索了附近的四個快速射電爆發(fā)源 _太空

新論文探索了附近的四個快速射電爆發(fā)源。鳴謝:CHIME/Andre Recnik
據(jù)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（海蒂·奧普戴克）：來自太空的短暫能量爆炸，被稱為快速射電爆發(fā)(FRB) ，是一個宇宙之謎。一個加拿大領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組發(fā)表了新的發(fā)現(xiàn)，表明超新星是最終產(chǎn)生FRB的主要來源。
“快速射電爆發(fā)是天文學(xué)最大的謎團(tuán)之一， ”主要作者M(jìn)ohit Bhardwaj說，他是加拿大氫強度測繪實驗快速射電爆發(fā)(CHIME/FRB)合作的成員，也是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)McWilliams博士后研究員。“這些極其強大的無線電爆炸可以穿越宇宙距離，并在一千年內(nèi)釋放出比太陽更多的能量，盡管持續(xù)時間只有千分之幾秒。更有趣的是，盡管它們幾乎每分鐘都會從天空各處撞擊地球，但它們的起源仍然未知。”
由加拿大科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究人員，包括美國、墨西哥、智利和澳大利亞的團(tuán)隊，檢查了附近的18個FRB宿主，它們都是螺旋或晚型星系。晚型星系的普遍存在表明，F(xiàn)RB源主要出現(xiàn)在相對年輕的星系中，這些源可能是由涉及大質(zhì)量恒星核心坍縮的超新星產(chǎn)生的。
“這項工作確定了一個有趣的趨勢，表明大多數(shù)本地FRB可能來自核心坍塌超新星，”論文的合著者布里奇特·安德森說，他目前是麥吉爾大學(xué)的博士生，在維多利亞·卡斯皮教授的指導(dǎo)下工作。“在未來的研究中，看看這種趨勢是否會隨著更多的本地化宿主星系而持續(xù)下去，這將是特別有趣的。”
這項工作具有特殊的意義，因為一年前，在梅西耶81星系的球狀星團(tuán)中檢測到一個FRB源——那里有一個極其古老的恒星群體——有人猜測這種源可能主導(dǎo)FRB群體。
Bhardwaj說，該小組的發(fā)現(xiàn)不贊成這樣的假設(shè)，而是支持這樣的假設(shè)，即大多數(shù)FRB來源源于大質(zhì)量恒星的消亡，通常導(dǎo)致黑洞或中子星的形成。
“展望未來，隨著我們收集更精確觀察的FRB的更大樣本，我們可以進(jìn)一步考察附近和遠(yuǎn)處FRB的這些區(qū)別，”他說。“通過進(jìn)行更深入的分析，我們希望加深對FRB不同起源的理解，并有可能揭示驅(qū)動這些宇宙現(xiàn)象的潛在機(jī)制，揭示宇宙無線電信號爆發(fā)的復(fù)雜性。”
CHIME/FRB團(tuán)隊最近將已知重復(fù)FRB的目錄增加了一倍，并在該領(lǐng)域繼續(xù)取得進(jìn)展。該合作的最新論文可在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上獲得，并將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上，這是一篇重要的論文，因為它精確定位了新的附近FRB的宿主星系，這些FRB是識別無線電波長以外的擬議即時或余輝對應(yīng)體的有希望的候選對象。
理解FRB的起源是當(dāng)代天文學(xué)的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，到目前為止，河外FRB只表現(xiàn)為無線電現(xiàn)象。通過識別它們的來源，宇宙學(xué)家可以獲得對產(chǎn)生這些信號的極端天體物理環(huán)境的新見解，以及對它們負(fù)責(zé)的物理機(jī)制。
“確定FRB起源星系的能力是這項研究的關(guān)鍵。但有了CHIME，我們只能識別最近的FRB的宿主星系，”合著者Daniele Michilli說，他現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院Kavli天體物理和空間研究所的博士后學(xué)者。“我們正在加拿大和美國建造新的CHIME‘Outrigger’望遠(yuǎn)鏡，以便能夠?qū)HIME探測到的所有FRB進(jìn)行精確的天空定位。這將徹底改變這個領(lǐng)域，使我們能夠檢驗這里提出的想法。”
Bhardwaj說，將這些無線電波的強烈爆發(fā)與天體物理過程聯(lián)系起來的一個流行假設(shè)涉及中子星。他補充說，這一假設(shè)的重要性在2020年增加了，當(dāng)時CHIME/FRB觀察到我們銀河系中一顆已知的高磁化中子星(SGR 1935+2154)發(fā)出類似FRB的爆發(fā)，導(dǎo)致磁星——年輕的高磁化中子星——被確定為一個可能的來源。
“不管它們的起源如何，這些短暫的爆發(fā)為宇宙學(xué)研究帶來了巨大的希望，”Bhardwaj說。“對于每個FRB，我們可以估計FRB信號在到達(dá)地球的途中經(jīng)過的電離物質(zhì)的數(shù)量。這明確地將FRBs定位為研究宇宙網(wǎng)中電離氣體分布的非常有前途的探針。”