快速射電暴的神秘起源可能最終被確定

宇宙從四面八方投擲著神秘的信號。

我們真的不知道它們是什么,或者是什么造就了它們;但是,對它們來源的新分析為我們提供了有關(guān)我們稱之為奇怪排放物來源的線索快速射電暴(FRB)。

由加州理工學(xué)院的天文學(xué)家 Kritti Sharma 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一次普查,并確定 FRB 更有可能來自恒星種群相對年輕的星系。這在某種程度上是意料之中的。研究人員沒有想到的是,這些星系更有可能相當(dāng)大,有大量的恒星——這實(shí)際上是相當(dāng)罕見的。

這表明 FRB 的生成方式可能存在一些不尋常之處。

我們已經(jīng)對 FRB 是什么有一些非常好的想法。首先,我們來描述一下:射電燈發(fā)射的射電光非常強(qiáng)大,但發(fā)射時(shí)間非常短暫,持續(xù)時(shí)間從幾分之一毫秒到幾秒鐘不等。他們來自天空的四面八方,他們的來源數(shù)百萬數(shù)十億在光年之外,經(jīng)常似乎閃過一次,再也不會閃過。

藝術(shù)家對發(fā)射輻射的磁星的印象。(索菲亞·達(dá)格內(nèi)洛,NRAO/AUI/NSF)

這使得它們無法預(yù)測且難以追蹤,但我們在廣角監(jiān)視的探測方面做得越來越好,在定位它們的宿主星系方面也做得更好。

至于它們是什么,我們也在關(guān)注它。劇情透露:不是外星人.相反,第一個(gè)FRB 系列檢測就在銀河系中回到 2020 年被追蹤到磁星– 一種中子星它的磁場比普通中子星的磁場強(qiáng) 1,000 倍。磁場和物體引力之間的推拉相互作用可以產(chǎn)生星震,使無線電光在天空中閃爍。

并非所有 FRB 的行為都相同,因此可能存在多種源??s小這些來源的位置可以告訴我們一些關(guān)于最有可能產(chǎn)生它們的環(huán)境條件的信息,這反過來又使我們能夠推斷它們是什么。

Sharma 和她的同事使用一種名為深層概要陣列以檢測 FRB 并對其進(jìn)行定位的新努力。他們仔細(xì)研究了 30 個(gè) FRB 宿主星系的特性,并確定射電暴通常來自擁有年輕恒星群的星系。

如果 FRB 祖先是磁星,這并不奇怪。中子星是大質(zhì)量恒星的坍縮核心,這些恒星通過核心坍縮成為超新星,大質(zhì)量恒星的壽命比較小的恒星短。磁星都是年輕的中子星,因此我們期望在大多數(shù)恒星年輕且壽命短的地方找到它們。

盡管一些 FRB 具有以前被檢測到老星的種群,低質(zhì)量星系,該團(tuán)隊(duì)的分析表明,到目前為止,最常見的祖先是帶有年輕恒星的大質(zhì)量星系。這表明,巨大、年輕的恒星環(huán)境對 FRB 祖先的形成很重要;如果不是這樣,我們會看到星系類型之間的分布更廣泛。

磁星通過其磁場發(fā)射極化輻射的藝術(shù)效果圖。(聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織)

為什么會這樣尚不清楚,但研究人員認(rèn)為,這些大質(zhì)量恒星形成星系的金屬性可能起到了作用。大質(zhì)量星系通常比低質(zhì)量星系具有更高的金屬含量,并且往往也能產(chǎn)生更重的恒星。

但還有另一個(gè)問題。核心坍縮超新星的發(fā)生速度與宇宙中恒星形成的速度相似。如果產(chǎn)生 FRB 的磁星以這種方式形成,那么 FRB 的分布應(yīng)該與核心坍縮超新星的分布大致一致,即使對于低質(zhì)量星系也是如此——但事實(shí)并非如此。這表明通過核心坍縮形成的磁星并不是主要的 FRB 祖先。

該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了模擬,并找到了解決方案。發(fā)射 FRB 的磁星可能是由雙星合并形成的。這更有可能發(fā)生在具有更大質(zhì)量恒星的環(huán)境中,例如研究人員確定的星系。

我們?nèi)匀粵]有對 FRB 的起源有一個(gè)整體的解釋,但這項(xiàng)研究大大加強(qiáng)了磁星的論證,并表明這些磁星形成的特殊情況也在起作用。

對 FRB 的研究仍在進(jìn)行中,但天文學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)更多奇怪的信號。我們找到的越多,我們就能處理更多的數(shù)據(jù)來解開 FRB 起源之謎。這是一個(gè)活著的時(shí)刻真是令人興奮以及研究星星。

該研究已發(fā)表在自然界.

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