天文新發現: 天文學家首次揭秘快速射電暴的宿主星系

蕭路

【正見新聞網2019年06月28日】

圖:快速射電暴想像圖。 Credit: CSIRO/Andrew Howells

據雙子星天文台報導,天文學家成功確認了一個快速射電暴的距離。這項研究發表在2019年6月27日的《科學》雜誌上。

快速射電暴是宇宙中一種神秘的射電信號。它們持續時間極短,一般只有千分之一秒左右。其中有少數會重複發生,而大多數則僅產生一次。它們發生的原因至今不明,很多理論認為它們可能是宇宙中某種星體的爆炸或者是高能天體的爆發導致的。

更麻煩的是,天文學家連定位這些快速射電暴都非常困難。尤其是單次射電暴,由於它們持續時間極短,更難確認位置。

澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的首席研究工程師Keith Bannister表示,「定位僅閃現一次就消失的快速射電暴尤其具有挑戰性。」他領導研究組位於澳大利亞的團隊進行搜索工作。這一次Keith Bannister和他的合作者們獲得了成功。

此次觀測的快速射電暴編號為FRB 180924,是首個確定位置的單次射電暴。它於2018年9月被首次發現。使用澳大利亞的平方千米望遠鏡陣探路者(ASKAP),研究人員利用光線到達陣列中不同天線所需時間的微小差異來放大主機星系的位置,從而測定了信號在天空中的位置。

澳大利亞斯威本科技大學(Swinburne University of Technology)的Adam Deller教授說:「利用這些微不足道的時差,僅僅只有十分之一秒的時間,我們成功確定了射電暴所處的星系。」

一旦精確定位,研究團隊團隊就徵用了雙子座南天文台,凱克天文台,和歐洲南方天文台的超大望遠鏡(VLT),通過仔細觀察發生射電暴的星系來確定距離和其它觀測特徵。

「雙子星南望遠鏡的觀測數據確定證實了射電信號在大約在40億年前就離開了其爆發位置的星系。」智利瓦爾帕萊索天主教大學的Nicolas Tejos教授說。他領導了該項目中雙子星天文台的觀測。 「ASKAP給了我們天空中的二維位置,但雙子星,凱克和VLT的觀測結果鎖定了距離。這樣我們就得到了FRB 180924的三維位置」 Nicolas Tejos補充道。

「當我們能把FRB 180924的二維位置精確到0.1角秒時,我們知道它將不僅告訴我們其宿主星系的位置,還會告訴我們它在宿主星系的什麼位置,」 Adam Deller教授說,「我們發現這個射電暴位置遠離其星系的核心,在星系的'郊區'。」

美國國家科學基金會(NSF)天文科學部副主任Ralph Gaume說:「雙子星望遠鏡的設計考慮到了這種類型的觀察,為此我們需要具有卓越的圖像和光譜功能。」

定位快速射電暴對於理解其原因和物理機制至關重要。然而科學家目前還無法理解快速射電暴。為了解釋射電暴的高強度和極短的持續時間,大多數理論都假設其起源包括高質量的緻密星體,比如黑洞或磁星。找到爆發的位置將告訴我們這些星體的形成、演變、碰撞、和破壞是否會產生射電爆發。

「就像二十多年前的伽馬暴,或者最近發現的引力波事件,我們站在一個激動人心的新時代的尖端。我們即將了解快速射電暴發生的地方。」 澳大利亞麥考瑞大學( Macquarie University)的Stuart Ryder博士說。他還指出,通過了解射電暴在星系中發生的位置,天文學家希望更好了解導致它們的成因,或者至少排除一些現有模型。他補充道,「最終我們的目標是使用快速射電暴作為探測宇宙的工具,就像伽馬暴,類星體和超新星一樣。」
 
 

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