君子好色 谁在中子星支配放烟花？快速射电暴寻根记
发布日期：2025-01-05 00:32 点击次数：83
快速射电暴（FRB）是由十分紧凑的天体爆发开释的片霎且热烈的射电波。这种千分之一秒的“宇宙炊火”尽管斯须即逝君子好色，却佩戴着广阔的能量，足以在短时候内点亮统统这个词星系。
自 2007 年头次发现以来，天文体家已探伤到数千个 FRB，其开拔点地范围从星河系内到辽远宇宙深处，以至距离地球达 80 亿光年。但是，这些贵重的宇宙射电暴的酿成机制仍不解确。
如今， MIT 的天文体家通过一种全新表率，初次笃定了至少一个 FRB 的开拔点。这项本领好像还能膨胀行使于其他 FRB 的究诘。根据近期发表在Nature上的究诘，科学家们聚焦于 FRB 20221022A——一个源自距离地球约 2 亿光年的星系的 FRB。
通过分析射电信号的“能干效应”，究诘团队进一步精确定位了其爆开拔点。他们究诘了 FRB 亮度的变化，说明爆发区域围聚信号的起头地，而非一些模子展望的更远位置。
究诘服从标明，FRB 20221022A 的爆发发生在距离一个旋转中子星不到 1 万公里的区域内。这一距离以至小于纽约和新加坡之间的距离。在如斯近的范围内，此次爆发很可能开拔点于中子星的磁层——一个高度磁化并紧贴该超紧凑天体的区域。
这一发现初次明确解释 FRB 不错开拔点于磁层，即围聚十分紧凑天体的强磁化环境。
“这些中子星周围的磁场险些达到了宇宙可生成的极限。”该究诘第一作家、MIT 卡夫里天体物理与空间究诘所博士后 Kenzie Nimmo 流露，“对于如斯极点的等离子体中是否可能开释出亮堂的射电辐射，科学界存在很多争论。”
MIT 物理学副西席 Kiyoshi Masui 补充谈：“在这些高磁化的中子星周围，强磁场会扯破原子结构。令东谈主昂扬的是，咱们发现这些磁场中储存的能量会发生污蔑和再行成立，从而开释出射电波。这些射电波穿越宇宙后被咱们探伤到。”
这项究诘的 MIT 谐和者还包括 Adam Lanman、Shion Andrew、Daniele Michilli 和 Kaitlyn Shin，以及来自多个机构的谐和究诘东谈主员。
比年来，由于加拿大氢强度测绘实践（CHIME）的孝敬，FRB 的探伤数目显贵增多。CHIME 是一组由四个大型固定继承器构成的射电千里镜阵列，这些继承器风景如半管，特意调谐以检测 FRB 高度明锐范围内的射电信号。自 2020 年以来，CHIME 还是探伤到数千个来自宇宙各处的 FRB。
尽管科学家多数合计这些射电暴源自十分紧凑的天体，但其具体开动机制仍存争议。一些模子合计，FRB 源于紧凑天体周围湍动的磁层；而另一些模子则提议，这些射电暴可能由更远方的冲击波产生，并向传闻播。
为分辩这两种可能的开拔点并笃定 FRB 的具体生成位置，究诘团队借助了“能干效应”。这一效应雷同于星光穿过星系气体等介质时的阵势。星光在穿过气体时旅途周折，使得不雅测者看到的星星似乎在能干。庞大光源越小或越辽远，其能干越显着；而较大或较近的光源，旅途周折较少，因此不会显贵能干。
基于这一旨趣，团队忖度，通过估算 FRB 的能干进度，不错判断其开拔点区域的相对大小。要是区域较小，标明射电暴离其起源更近，更可能来自磁性湍动的环境；而较大的区域则意味着射电暴离起源更远，相沿其由远方冲击波产生的表面。
这一立异表率为探索 FRB 的开拔点提供了全新器具和想路，也为衔接这些高明的宇宙阵势揭开了新的篇章。
人妖射精
为了考据表面，究诘东谈主员对 FRB 20221022A 张开了详备究诘。这是 2022 年由 CHIME 探伤到的 FRB，执续时候约两毫秒，在亮度上属于普通的 FRB。但是，麦吉尔大学的究诘谐和者发现其具备独有特征：爆发光高度极化，极化角度呈现平滑的 S 形弧线。这一特色被解读为辐射源正在旋转的笔据，雷同特色此前仅在高度磁化的旋转中子星中不雅测到。
这是初次在 FRB 中不雅测到雷同极化特征，示意信号可能起头于中子星隔邻。这一发现由麦吉尔团队近期发表在Nature的论文中。
MIT 究诘团队意志到，若 FRB 20221022A 照实起头于中子星隔邻，其开拔点可通过能干效应加以考据。在新究诘中，Nimmo 和团队分析了 CHIME 的数据，发现信号的亮度存在剧烈变化，涌现出显着的能干阵势。进一步分析说明，千里镜与 FRB 之间存在某种周折并过滤射电波的气体。团队定位这些气体的位置，发现部分能干是由 FRB 场地星系内的气体引发的。这些气体如自然透镜般放大了 FRB 的辐射源区域，究诘团队由此估算出其爆发区域宽度仅约1万公里。
“这标明 FRB 可能离其起源仅数十万公里。” Nimmo 解释谈，“这一距离极其接近，而要是信号开拔点于冲击波，其距离预期将跳跃数千万公里，且不会不雅察到能干效应。”
Masui 补充谈：“从距离 2 亿光年外定位到 1 万公里范围内，雷同于在月球名义测量一根仅宽 2 纳米的 DNA 双螺旋，波及的模范范围令东谈主赞佩。”
MIT 团队的服从与麦吉尔团队的发现相联接，排斥了 FRB 20221022A 起头于紧凑天体外围的可能性，初次明确标明 FRB 不错开拔点于中子星极近距离的高度叨唠磁场环境。
“这些爆发频频发生，CHIME 每天齐能探伤到几个。” Masui 说谈，“FRB 的开拔点模样和位置可能各异极大，而这种能干本领将成为揭示这些阵势背后多种物理机制的要津器具。”
麦吉尔大学的共同作家 Ryan Mckinven 补充：“极化角描摹的花样与星河系内脉冲星的特色惊东谈主通常，领先咱们记念该源可能被空虚分类为 FRB。但是，通过光学千里镜的数据说明，该 FRB 照实起头于数百万光年外的星系。”
“极化测量是探伤这些辽远起头的有限器具之一。” Mckinven 解释谈，“这一发现或将引发对其他 FRB 雷同活动的究诘，并鼓动表面究诘以解释其极化信号的各异。”
这项究诘取得了包括加拿大立异基金、多伦多大学邓拉普天文体与天体物理究诘所、加拿大高等究诘院、麦吉尔大学 Trottier 空间究诘所及不列颠哥伦比亚大学等多个机构的相沿。
https://news.mit.edu/2025/mit-scientists-pin-down-origins-fast-radio-burst-0101