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“天眼”建功:中国天文体家旁观到首例接续活跃快速射电暴


发布日期:2022-06-10 10:13    点击次数:56

快速射电暴(Fast Radio Burst, FRB),是发生在天下中颇为玄妙的射电爆刊行动,其物剃头祥于今未知。自2007年科学家初次发现快速射电暴之后,这种天体物理欢欣成为比年来天文体边界的商榷热门。天文体家们试图从这些来自天下深处的噼啪作响中,得到对于天下星系际介质的紧迫启发。

北京时间6月8日23时,外洋巨擘学术期刊 当然 (www.nature.com)刊发了中国国度天文台李菂商榷员团队对于快速射电暴的又一紧迫旁观商榷恶果。团队讲演了一个新探伤到的活跃快速射电暴FRB 20190520B,并发现其与一个笼统的射电接续源联系,最终将其定位到了一个距离咱们30亿光年的矮星系。

6月8日,论文的第一撰稿人、国度天文台博士后牛晨辉在禁受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时暗意, FRB 20190520B与人类首个发现的重迭快速射电暴FRB 20121102A有着一些相似特征,但其宿主星系环境露出更为复杂。况且不同于其他快速射电暴只在窗口期内暴发,FRB 20190520B接续活跃。这一发现或对壮健快速射电暴发良善分类带来紧迫启示。

2007年,美国天文体家邓肯·洛里默(Lorimer)在分析澳大利亚帕克斯(Parkes)千里镜2001年的旁观数据时,初次发现了快速射电暴这一玄妙的天文欢欣。快速射电暴电磁放射脉冲的接续时间独一几毫秒,却粗略开释出异常于太阳在一整年内开释的能量。比年来,快速射电暴被天文体家用来商榷星系际介质(星系与星系之间)中的物资, 举例重子的含量等。

这次发现的首大亮点,是重迭快速射电暴FRB 20190520B有着接续的活跃度。 牛晨辉向澎湃新闻先容说。

2019年,李菂团队哄骗位于中国贵州省境内的500米口径球面射电千里镜(FAST)—— 中国天眼 ,初次探伤到了重迭快速射电暴FRB20190520B,频率为1.05-1.45 GHz。商榷者在起始的旁观中发现了4次爆发,在2020年4月至2020年9月之间的每月追踪旁观中,累计18.5小时内旁观到75次爆发,这标明该射电暴接续保持着较高的活跃度。

牛晨辉称,现在大家旁观到的快速射电暴有500余例,其中重迭快速射电暴独一24例,但其中活跃的重迭暴不到10例。 即即是粗略重迭旁观到的快速射电暴,大部分都有一个活跃的窗口期。举例斯前首例发现的重迭快速射电暴FRB 20121102A,咱们不错在1小时内旁观到100屡次爆发,但随后就会衰减致使细察不到,而在对FRB 20190520B的旁观中,咱们尝试了不同的时间窗口,而每次都能旁观到其爆发。

这么接续活跃的重迭快速射电暴现在独一这一个。 牛晨辉说。

这次旁观商榷的另一紧迫发现,是新旁观到的重迭快速射电暴FRB 20190520B与一个笼统的射电接续源联系联,这是第二个被发现伴跟着笼统射电接续源的快速射电暴。

作为CRAFTS项想法一部分,李菂团队与卡尔G.扬斯基甚大阵列(VLA)相助, 通过使用 realfast 快速瞬态探伤系统对重迭快速射电暴FRB 20190520B定位, 并细目了其宿主星星系(J160204.31−111718.5), 这是一个红移为z = 0.241±0.001的矮星系,异常于光度距离为1218 Mpc,消光修正后的Hα亮度LHα = 7.4±0.2 × 1040 erg s−1,星系的成星速度约为0.41 M⊙yr−1。

据先容,在FRB 20190520B之前,已有异常12个快速射电暴被定位,包括5个重迭快速射电暴,但独一首个被发现的重迭快速射电暴FRB 20121102A与笼统的射电接续源联系联,FRB 20121102A相通存在于一个雷同的矮星系中。

牛晨辉告诉澎湃新闻, FRB 20121102A是已知的第一个伴跟着笼统的射电接续源(PRS)的重迭快速射电暴。另一个重迭快速射电暴FRB 20201124A也与射电接续源联系。然则,区分率更高的旁观标明,其射电接续源的亮度与宿主星系中恒星变成区相一致,也即是说这个射电接续源是由恒星变成区产生。 比较之下, 与FRB 20190520B对应的射电接续源不是来自恒星变成区,因为它的光度意味着恒星变成速度约为10 M⊙yr-1,这异常于宿主星系实质测量到的恒星变成速度的25倍,亦然同质料星系最高旁观到的恒星变成速度的5倍。因此,商榷者以为其更有可能与一个笼统的接续射电源联系联。

而这次旁观商榷最异常之处,是此前的商榷以为,宿主星系对快速射电暴色散量(Dispersion Measurement, DM)的影响进程频繁很小,但李菂商榷员团队流程谈论发现,FRB20190520B宿主星系的色散量约为903 pc cm-3 ,这比此前已知的FRB宿主星系的色散量平均值跨越近一个数目级。

色散量是天体物理学中一个紧迫的测量值。据了解,跟着电磁放射在充满星际介质和星系际介质的空间里传播,色散欢欣会使得射电放射的不同频率因素到达地球的时间不一样。而测量到达时间随频率变化,就不错得到 色散量 。该测量量不错当作是从快速射电暴发出到地球一起上介质中电子密度对径向距离的积分,包含了这个方进取很大一段天下步调内的等离子体散布信息。

淌若能得到一个快速射电暴的总DM值,则不错将该DM值领悟成几个部分:星河系星际介质的DM,FRB宿主星系中的DM,以及星系之间中的DM。DM(宿主星系) = DM(快速射电暴)− DM(星河系) —DM (星系间介质)。

牛晨辉对澎湃新闻说, 简而言之,宿主星系的色散量,不错对应宿主星系环境中等离子体的浓度,从而反应该环境的性质和特征。

商榷者们通过谈论得知,FRB 20190520B宿主星系的DM 约为 903 pc cm-3,费力知的首个重迭快速射电暴FRB 20121102A的DM(宿主星系)的大小约为300 pc cm-3 ,FRB 20190520B露出的DM(宿主星系)险些是FRB 20121102A的3倍。对此,商榷者们估计,淌若DM(宿主星系)异常大的一部分是来自于射电暴周围介质,那么射电暴的变成可能与笼统的射电接续源和变化的磁场关联,而FRB 20121102A和FRB 20190520B这类重迭快速射电暴更像是处于演化早期的射电暴。

商榷者回归到, 无论是重迭的,还黑白重迭快速射电暴,都可能包含着不同的子类,这些子类要么处于不同的演化阶段,要么产生于不同的物理机制。

中国天文体家们对于快速射电暴的探索和商榷还在陆续。牛晨辉对澎湃新闻暗意,CRAFTS名目是李菂商榷员隆重的FAST优先谬误名目,快速射电暴的搜寻使命是该项想法一个紧迫标的。国度天文台朱炜玮商榷员隆重的FAST另一优先谬误名目 快速射电暴 名目为FRB 20190520B的后随旁观提供了紧迫营救。

咱们对FRB 20190520B开展了每周的老例监测,抵制现在还是获得了数百次爆发样本,纠合这些样本咱们将对其色散演化、能量散布、快速射电暴脉冲特征开展后续商榷。 牛晨辉说。



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