天文學家確認了其中一個神祕宇宙電波的來源!

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快速電波爆(FRBs)可說是目前宇宙中最怪的現象。它們是太空中偵測到的某種最有爆發性的信號,它們在每毫秒中產生的能量跟5億顆太陽的能量一樣多,科學家一直努力要解釋它們。

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現在,天文學家已確定其中一個最有名的快速電波爆的確切位置,它提供了更多證據,證明這些神祕信號來自年輕的中子星(neutron star),這是未知的宇宙中最密集的物體。但有一個發現,現在宇宙中可能有兩種快速電波爆,這只能解釋其中一個電波爆。

快速電波爆是很令人困惑的現象,科學家難以研究,因為那就像在跟宇宙一樣大的草堆中尋找一根針的軌跡,而這個草堆會在幾千分之一秒中消失。

由於它們出現的時間十分短暫,天文學家只偵測到其中23個電波爆,但據估計,每天有大約2千個快速電波爆在宇宙間爆發。

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但有一個很特別的快速電波爆,名叫FRB 121102,它終於給我們一個有希望的機會,因為它是我們測到的第一個「重覆的快速電波爆」。

這30個信號從宇宙中的同一個地方發射,這代表天文學家能把望遠鏡對準那個地點,而不是隨機搜尋深太空,期望能捕捉到一個光點。

幾個月前,加拿大麥基爾大學(McGill University)的研究者宣布,他們在新墨西哥州用特大天線陣(VLA)望遠鏡,縮小FRB 121102重覆信號來源的範圍,這是一個暗淡的矮星系(dwarf galaxy),離地球超過30億光年。

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正如我們當時所報導的,在發現這些重覆的快速電波爆前,主要的假設是電波爆來自銀河系內部,是由兩個中子星之間一次性的災難型碰撞所產生,跟形成黑洞的過程相同。

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既然我們知道FRB 121102來自銀河的星系之外,科學家就得重新思考它們的起源,麥基爾研究團隊贊同中子星是最有可能的成因。

中子星是極密集的物體,它們在恆星塌縮後成形,而且在它們旋轉時,會發射普通電波的脈衝波。

有高磁性的中子星,名叫磁星(magnetar),它被超新星(supernova)或脈衝星(pulsar)發射的物質包圍,而磁星能解釋重覆爆發的能量。

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如今多虧了哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)的新影像、夏威夷8.2公尺的昴宿望遠鏡(Subaru Telescope),麥基爾研究團隊和日本東北大學(Tohoku University)團隊才能更深入鑽研FRB 121102的來源,延伸到遙遠的矮人星系附近的巨大雛恆星(stellar nursery)。

Ken Croswell為新科學人雜誌(New Scientist)報導:「哈伯和昴宿望遠鏡的影像顯示,恆星形成的複合物位於小星系的邊界。」

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「哈伯望遠鏡對星系的可視直徑為2萬光年左右,是銀河的六分之一。雛恆星離星系中心6200光年,橫跨了4400光年,遠遠大於銀河中所有已知的雛恆星。」

我們應該指出,麥基爾和東北大學研究團隊的研究成果尚未接受同儕審查(peer-reviewed),所以某些細節可能會隨著獨立審查而更改。

但他們說,確定FRB 121102重覆信號的來源為恆星形成區,這件事強化了年輕中子星是成因的事實,因為它們正是會出現在此處的現象。

現在有趣的地方是,正當我們在使FRB 121102的解釋更精確時,我們可能更不瞭解太空中其他不重覆爆發的快速電波爆。

聖路易斯華盛頓大學(Washington University in St Louis)的Jonathan Katz,他沒參與上述的任何研究,他告訴新科學人雜誌,將所有快速電波爆跟年輕中子星聯想在一起是有可能的,而另一位專家,美國國立無線電天文觀測站(US National Radio Astronomy Observatory)的Dale Frail說,那可能是形成快速電波爆的原因。

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他說:「我不願只因一個研究樣本就下這樣的結論。」

搜尋工作持續進行中,但隨著這臺新的澳洲望遠鏡在短短四天的運作中,首度偵測到快速電波爆,可以指望的是,我們不必等太久,就能增加研究樣本的數量。

這兩份初步的研究報告發表於預刊文章網站arxiv.org,刊登在這裡這裡

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來源: science alert