发现来自外太空的奇怪“心跳”信号

应该不是外星人吧。

艺术家描绘的磁星,这可能是奇怪信号的潜在来源。 (图片来源:ICRAR)
艺术家描绘的磁星,这可能是奇怪信号的潜在来源。 (图片来源:ICRAR)

天文学家发现了一种神秘的无线电信号,它在深空有节奏地“像心跳”一样脉动。

该信号名为 FRB 20191221A,是一种来自未知来源的快速射电暴 (FRB)——一种强烈的无线电波闪光。

大多数 FRB 最多只能持续几毫秒,但新信号要长得多——大约 3 秒——使其成为迄今为止发现的最长的 FRB。 此外,它会产生每 200 毫秒重复一次的无线电波爆发,以类似心跳的节奏,使其成为有史以来检测到的具有最清晰周期性模式的 FRB。 研究人员于 7 月 13 日在《自然》杂志上发表了他们的发现。

快速射电暴在几毫秒内释放的能量比太阳一年释放的能量还要多。长期以来,天文学家一直对这些突然的明亮闪光的来源感到困惑。但由于快速射电暴主要从数百万甚至数十亿光年外的星系爆发,并且耀斑迅速且通常只发生一次,因此科学家们一直在努力确定这些爆发的来源。

2020 年,在我们自己的银河系中首次探测到 FRB,使科学家能够将 FRB 的起源追溯到磁星,这是一颗高度磁化、快速旋转的死星外壳。磁星和它们磁化程度较低的近亲脉冲星是特殊类型的中子星,它们是恒星爆炸死亡后留下的超高密度恒星尸体。脉冲星和磁星具有异常强大的磁场,通常比地球强数百万或数万亿倍,当它们在太空中快速旋转时,它们会从它们的两极扫出一束强烈的电磁辐射,就像巨大的灯塔一样。但科学家们并不确定所有的快速射电暴都来自磁星。

虽然大多数 FRB 是一次性事件,但有些会重复发生——有时是一次短暂的爆发,有时是跨越多个时期。

麻省理工学院的天体物理学家、该研究的合著者 Daniele Michilli 在一份声明中说:“宇宙中没有多少东西会发出严格的周期性信号。” “我们在自己的银河系中知道的例子是射电脉冲星和磁星,它们旋转并产生类似于灯塔的光束发射。我们认为这个新信号可能是磁星或类固醇上的脉冲星。”

天文学家首先使用加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 发现了新信号,这是一种射电望远镜,旨在发现氢在宇宙最早阶段之一发射的无线电波——当时神秘的假设暗能量首先导致宇宙开始加速扩张。 2019 年 12 月 21 日,在扫描天空以寻找遥远的氢无线电发射时,CHIME 接收到了这个奇怪的信号。

“这很不寻常,”米奇利回忆道。 “它不仅非常长,持续约 3 秒,而且还出现了非常精确的周期性峰值,每一秒都会发出轰鸣声、轰鸣声、轰鸣声,就像心跳一样。这是信号本身第一次是周期性的。”

在分析了信号射电暴产生的模式后,研究人员发现它的发射与我们银河系中发现的射电脉冲星和磁星的发射非常接近。但有一个关键区别:据科学家称,FRB 20191221A 的亮度似乎要亮一百万倍。

他们不确定这种强烈的光度背后可能是什么,但他们提出这可能是由一个通常不那么明亮但由于某种未知原因引发了 CHIME 碰巧捕捉到的一连串明亮爆发的来源引起的。

“CHIME现在已经检测到许多具有不同特性的FRB,”米奇利说。 “我们已经看到一些生活在非常湍流的云层中,而另一些看起来像是生活在干净的环境中。从这个新信号的特性来看,我们可以说,在这个源周围,一定有一团等离子体云。非常动荡。”

为了更多地了解这些爆发及其神秘来源,研究人员现在正准备从 FRB 20191221A 捕捉到更多的脉冲。这样做将有助于团队调查可能导致脉冲的原因,并更多地了解中子星的意外行为。

“这一发现提出了一个问题,即是什么导致了我们以前从未见过的这种极端信号,以及我们如何利用这个信号来研究宇宙,”米奇利说。 “未来的望远镜有望每月发现数千个快速射电暴,到那时,我们可能会发现更多这样的周期性信号。”

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