奇怪的瞬態(tài)無線電脈沖為神秘起源提供線索

遙遠(yuǎn)的矮星系中一個神秘的宇宙天體正在產(chǎn)生快速射電暴 (FRB)，新的研究揭示了其源頭周圍罕見的天文環(huán)境，那里的磁場扭曲和起伏。這是首次觀察到 FRB 的磁場反轉(zhuǎn)，表明某些 FRB 可能起源于雙星系統(tǒng)。

在 40 億光年外的矮星系中心，有一個神秘的宇宙天體，它會產(chǎn)生僅持續(xù)幾毫秒的能量爆發(fā)。關(guān)于這種快速射電暴 (FRB) 的新研究揭示了其源頭周圍罕見的天文環(huán)境，其中磁場隨時間扭曲、轉(zhuǎn)動和起伏。這是首次檢測到從 FRB 觀察到的磁場反轉(zhuǎn)，也是首次在另一個星系中觀察到這種行為。

天文學(xué)家長期以來一直在尋找快速射電暴的神秘起源。這些神秘的瞬態(tài)射電脈沖于 2007 年由西弗吉尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是宇宙之謎，因為 FRB 的成因和起源仍然未知。

由西弗吉尼亞大學(xué)研究生研究助理 Reshma Anna-Thomas 領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團(tuán)隊在運(yùn)動期間發(fā)現(xiàn)了任何 FRB 中磁場反轉(zhuǎn)的第一個證據(jù)。這一發(fā)現(xiàn)也強(qiáng)化了至少一部分快速射電暴起源于雙星系統(tǒng)的觀點(diǎn)，雙星系統(tǒng)是一個由兩顆相互繞行的恒星組成的系統(tǒng)。

Anna-Thomas 分享道，“我們希望發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)測量的高值，表明極端磁化等離子體環(huán)境，但令人驚訝的是，我們還發(fā)現(xiàn)它是高度可變的，并且集成磁場會翻轉(zhuǎn)方向。”

Anna-Thomas 和團(tuán)隊使用美國國家科學(xué)基金會的綠岸望遠(yuǎn)鏡 (GBT) 對 FRB 20190520B 進(jìn)行了為期 17 個月的觀測——這在天文時間尺度上非常短暫。FRB 的獨(dú)特特征激發(fā)了對數(shù)據(jù)的更深入研究，例如高局部色散測量(這是密集局部環(huán)境的標(biāo)志)，以及與 FRB 位于同一位置的持久無線電源。來自澳大利亞帕克斯望遠(yuǎn)鏡(也稱為 Murriyang)的數(shù)據(jù)幫助完成了這張照片并加強(qiáng)了他們的結(jié)論。

盡管有一顆脈沖星，但在宇宙中以前從未觀察到具有如此極端湍流和反轉(zhuǎn)的磁場在我們的銀河系中接近。這顆脈沖星位于一個雙星系統(tǒng)中，有一顆大質(zhì)量恒星。研究人員將他們的 FRB 觀察到的磁性解釋為可能是由大質(zhì)量恒星的湍流日冕引起的，這提供了一個令人驚嘆的鏡頭，我們可以通過它觀察 FRB 雙星。西弗吉尼亞大學(xué)教授兼天文學(xué)家 Sarah Burke Spolaor 解釋說：“來自大質(zhì)量恒星大氣層的劇烈起伏和流動的等離子體風(fēng)沿著我們對 FRB 源的視線提供了一個不斷變化的磁場。當(dāng)光波在特定方向波動時會發(fā)生偏振，而磁場可以重新調(diào)整該方向。這就是我們能夠觀察到光的變化方向的方式。”

支持這項研究的 GBO 科學(xué)家 Ryan Lynch 補(bǔ)充說：“GBT 的高靈敏度、觀察高頻和記錄全極化數(shù)據(jù)的能力對這項研究至關(guān)重要。它是研究快速射電暴的最佳望遠(yuǎn)鏡之一。”

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