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中外科研团队捕获快速射电暴关键信息

来源:科技日报 何星辉 付菁 访问:383 时间:2023-05-15

  世界首例持续活跃快速射电暴FRB20190520B被中国天眼发现后,中外科研团队联手对其进行了17个月的长期监测,发现重复快速射电暴(以下简称重复暴)周边存在磁场反转,向揭示快速射电暴的起源和环境迈出了重要一步。相关科研成果5月12日发表于《科学》杂志。

  作为最亮的射频爆炸现象,快速射电暴每天都在宇宙中的上百万个角落闪耀,但因其突然爆发又转瞬即逝,望远镜往往来不及捕捉就错过了。自2007年被发现以来,快速射电暴成了天文学领域重大热点前沿之一。不过,因为观测样本少,快速射电暴的物理起源一直是个谜,天文学家对此一筹莫展。

  获取足够多的观测样本,是天文学家梦寐以求的事情。而重复暴为天文学家的研究提供了一个突破口。因为其能够反复出现,天文学家从而有机会用不同的设备,对同一天体做更全面的观测。而反复出现本身,也给之前的许多理论解释提供了证据。

  美国阿雷西博望远镜发现的FRB20121102A,是已知的首个重复暴。之江实验室计算天文首席科学家、中国科学院国家天文台李菂研究员带领团队,利用中国天眼捕捉到FRB20121102A的1652个爆发,超过此前该领域所有文献中提及的快速射电暴爆发的总和,且首次发现FRB能量双峰结构,但是这个曾经高度活跃的重复暴却一夜之间熄火,直至最近才恢复活跃,原因未知。

  李菂团队利用中国天眼发现的FRB20190520B,是世界首例持续活跃重复暴,自2019年5月20日现身以来,每次监测都有1个或多个望远镜探测到其爆发,持续可靠。之江实验室冯毅研究员等利用其持续爆发的特点,细致分析了其多波段特征。结合FRB20121102A等活跃重复暴的数据,首次确认了活跃重复暴周边普遍存在复杂的磁化等离子体。

  FRB20190520B的发现,使得长期监测成为可能,揭示了难得的关键信息。在此次监测中,由李菂组织的国际科研团队,利用美国绿岸望远镜和澳大利亚帕克斯望远镜探测到FRB20190520B的多次爆发。冯毅表示,之所以要利用国外大型望远镜对FRB20190520B交叉验证和监测,是因为中国天眼虽然是世界上最灵敏的射电望远镜,但也并非无所不能,国外的大型望远镜能够覆盖到比中国天眼更高的频率,带来更为完整的信息。

  利用这些监测数据,冯毅等细致分析了爆发信号的偏振性质,发现其法拉第旋转量经历了两次正负值剧烈转变的过程,为揭示重复暴周边存在磁场反转提供了证据。这也就意味着FRB20190520B可能处在双星系统中,而双星的伴星可能是黑洞或者大质量恒星。

  据悉,此次发现表明快速射电暴源周围的磁化环境存在剧烈演化,对快速射电暴起源研究向前推进了重要一步。冯毅表示,未来,对FRB20190520B的持续监测有望进一步揭示快速射电暴的起源和环境。

(原载于《科技日报》 2023-05-15 第02版 综合)

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