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天文学最令人兴奋的难题即将解决:宇宙闪光有各种不同的大小

2021-11-20 18:50:04来源:

5月24日,四台欧洲望远镜参加了全球范围内的工作,以了解神秘的宇宙闪光。望远镜捕获了来自我们银河系中一个极强磁化恒星的无线电波的闪光。所有都显示在此插图中。

通过研究2020年4月发生的一次壮观的恒星爆炸的地点,由查尔默斯(Chalmers)领导的一组科学家使用了四台欧洲射电望远镜来确认天文学最令人兴奋的难题即将解决。快速的无线电脉冲,是在整个宇宙之遥处都能看到的不可预测的毫秒级无线电信号,是由称为磁星的极端恒星产生的,并且亮度惊人。

十多年来,被称为快速无线电爆发的现象使天文学家兴奋不已。这些异常明亮但极其短暂的无线电波闪烁(仅持续几毫秒)是从数十亿光年远的星系到达地球的。

2020年4月,其中一次爆发是由CHIME和STARE2射电望远镜在我们银河系中首次发现的。意外的耀斑被追溯到距地球仅25,000光年的福尔库库拉(Fulpecula),福克斯(Fox)星座中的一个已知来源,世界各地的科学家们齐心协力,共同跟踪这一发现。

今年5月,由弗朗兹·柯斯滕(Franz Kirsten)(查尔默斯(Chalmers))领导的一组科学家将欧洲最好的四台射电望远镜对准了该源,即SGR 1935 + 2154。他们的结果今天发表在《自然天文学》杂志上的一篇论文中。

“我们不知道会发生什么。我们的射电望远镜很少能看到快速的射电爆发,而这个信号源似乎正在做一些全新的事情。我们希望感到惊讶!”阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所的成员马克·斯内尔德斯说。

瑞典西部的恩萨拉太空天文台。

射电望远镜在发现第一次闪光后的四个多星期中,每晚都在荷兰和波兰的一道菜,在瑞典的Onsala太空天文台每道两道,共观测了522小时。

5月24日晚上,团队得到了他们所寻找的惊喜。在当地时间23:19,荷兰的韦斯特博克望远镜是值班人员中唯一的一个,它发出了令人惊讶的意外信号:两个短脉冲,每个脉冲长一毫秒,但相距1.4秒。

Anton Pannekoek天文研究所和ASTRON的天文学家Kenzie Nimmo是该小组的成员。

“我们清楚地看到了两次爆炸,时间非常接近。就像4月28日从同一来源看到的闪光灯一样,这就像我们从遥远的宇宙中看到的快速无线电脉冲,只是调光器。她说:“我们在5月24日发现的两次爆炸甚至比那更暗。”

科学家认为,这是新的有力证据,证明了快速无线电脉冲与磁星之间的联系。就像更远的快速无线电脉冲源一样,SGR 1935 + 2154似乎以随机的间隔并在巨大的亮度范围内产生脉冲。

“从这种磁石发出的最亮的闪光至少是最暗的闪光的一千万倍。我们问自己,银河系外的快速无线电爆发源也是如此吗?如果是这样的话,那么宇宙的磁星会制造出无线电波,它们可能一直纵横交错,而且其中许多可能在像我们这样的中型望远镜的范围之内。”研究小组成员Jason Hessels(Anton Pannekoek天文研究所和ASTRON,荷兰)。

中子星是微小的,非常稠密的残余物,当一颗寿命短于太阳质量八倍的恒星爆炸成超新星时,就会留下来。50年来,天文学家一直在研究脉冲星,中子星,它们具有类似时钟的规则性,可以发出无线电波和其他辐射的脉冲。人们相信所有的脉冲星都有很强的磁场,但是磁星是宇宙中已知最强的磁体,每个磁场的强度都比太阳强数百万亿倍。

未来,该小组的目标是保持射电望远镜监视SGR 1935 + 2154和附近的其他磁星,以期查明这些极端恒星实际上是如何进行短暂的辐射爆炸的。

科学家们提出了许多关于产生多快的无线电脉冲串的想法。负责该项目的查尔默斯(Osala)天文台的天文学家弗朗兹·科斯滕(Franz Kirsten)希望,继续快速了解无线电爆炸背后的物理原理的步伐将继续加快。

“来自这个令人惊叹的附近电磁炉的烟火为我们提供了有关可能产生多快的无线电脉冲串的令人兴奋的线索。我们在5月24日检测到的爆发可能表明该恒星靠近其表面的磁层发生了巨大的扰动。其他可能的解释,例如从磁石进一步传出的冲击波,似乎不太可能,但我很高兴能被证明是错误的。无论答案如何,我们都将在未来的几个月和几年中期待新的测量结果和新的惊喜。”他说。

有关研究,望远镜和Onsala空间天文台的更多信息

这项研究发表在一篇论文中,作者是Franz Kirsten(查尔默斯的Onsala太空天文台),MP Snelders和M. Jenkins(阿姆斯特丹大学的安东·潘内科克天文学研究所),在《自然天文学》中探测到来自SGR 1935 + 2154的两个SGR 1935 + 2154明亮的无线电脉冲。 )K. Nimmo(阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所和荷兰射电天文学研究所ASTRON),J。van den Eijnden(阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所以及大学物理系,天文物理系)牛津大学),JWT赫塞尔(阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文学研究所和荷兰射电天文学研究所ASTRON),国会议员Gawronski(尼古拉·哥白尼大学天文学研究所,波兰托伦市)和君·扬(Onsala空间)天文台,查尔默斯(Chalmers)。

参考:“ F. Kirsten,MP Snelders,M。Jenkins,K。Nimmo,J。van den Eijnden,JWT Hessels,MPGawroński和J. Yang于2020年11月16日在F. Kirsten,MP Snelders,J。van den Eijnden,JWT Hessels,MPGawroński和J. Yang所作的“从SGR 1935 + 2154磁星探测到两个明亮的无线电突发”中,自然天文学.DOI:
10.1038 / s41550-020-01246-3arXiv:
2007.05101

观测是使用位于荷兰韦斯特博克的25米RT1望远镜,位于Onsala太空天文台的25米和20米望远镜以及位于波兰托伦的32米望远镜进行的。

恩萨拉太空天文台是瑞典的射电天文国家机构。天文台为研究人员提供了研究地球和宇宙其余部分的设备。在哥德堡以南45公里的昂萨拉(Onsala),它操作着四台射电望远镜和国际望远镜洛法尔(Lofar)中的一个测站。它还参加了多个国际项目。该观测站由查尔默斯理工大学空间,地球与环境系主持,并代表瑞典研究理事会运营。