洪恒飛 肖樂 科技日報記者 江耘
3月18日，之江實驗室計算天文研究團隊在《科學》雜志刊登研究論文，首次提出了能夠解釋重復快速射電暴偏振頻率演化的統(tǒng)一機制，指出重復快速射電暴處在類似超新星遺跡的復雜環(huán)境中，為區(qū)分重復快速射電暴起源的眾多理論模型提供了關鍵觀測證據。
快速射電暴是一種遙遠宇宙中的無線電波大爆發(fā)，持續(xù)時間僅幾毫秒，卻能夠釋放出相當于太陽在一整天內釋放的能量。自2007年，射電天文學家Duncan Lorimer教授團隊首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來，這一天體物理現(xiàn)象成為天文學領域的研究熱點。
以往，經科學家們觀測發(fā)現(xiàn)，一些快速射電暴會重復爆發(fā)。而對于這個宇宙深處“神秘信號”的起源，科學家們有很多理論推測。磁星巨耀發(fā)、脈沖星的巨脈沖、中子星穿越小行星帶、雙黑洞并合……這些會產生巨大能量的天體活動都被認為可能是快速射電暴的起源。
“基于現(xiàn)有的天文設備條件，很難直接觀測到銀河系之外的來源?！痹撜撐牡谝蛔髡摺⒅瓕嶒炇抑悄苡嬎闫脚_研究中心研究專家馮毅介紹，絕大多數(shù)快速射電暴只在射電波段有信號，缺乏多波段的觀測提供額外信息。過去是守株待兔式地確認對應體，然而由于距離太過遙遠，即使探測到爆發(fā)，也難以確定快速射電暴的基礎物理機制。
“快速射電暴在傳播過程中，偏振特征會受到周邊星際介質的影響，我們能夠從快速射電暴的偏振數(shù)據中限制它的輻射機制，也能夠推測它所穿過的介質的磁感應強度和電子數(shù)密度等信息?！痹谘芯窟^程中，馮毅發(fā)現(xiàn)，對快速射電暴偏振性質的精確測量將極大地推進對快速射電暴環(huán)境及其起源的理解進程。
利用射電望遠鏡“中國天眼”FAST和美國GBT對一組重復快速射電暴脈沖的偏振特征進行系統(tǒng)分析后，研究團隊發(fā)現(xiàn)，樣本集中的重復快速射電暴都呈現(xiàn)出低頻線偏振度低，高頻線偏振度高的特征。
馮毅解釋道，這種特殊的頻率演化關系說明，樣本集中的快速射電暴暴源所處的環(huán)境都很復雜，具有很強的磁場和很高的電子數(shù)密度，和超新星遺跡、脈沖星風云的環(huán)境特征相吻合，意味著這些快速射電暴極有可能處在超新星遺跡、脈沖星風云等環(huán)境中。
論文通訊作者、之江實驗室計算天文首席科學家李菂研究員表示，這項工作為構建完整的快速射電暴起源模型提供了重要的觀測基礎。FAST的持續(xù)深度監(jiān)測結合其他先進設備，有望在未來2-3年回答關于快速射電暴起源的一系列關鍵問題，例如“重復暴與非重復暴是否有統(tǒng)一的起源”等。
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