尋找快速無線電脈沖的難度到底有多大

（文章來源：天文在線）

十多年前，兩位天文學家發(fā)現(xiàn)了神秘的無線電波爆發(fā)，它們似乎發(fā)生在整個天空，經常比銀河系中的所有恒星都閃耀。從那時起，對這些快速射電爆發(fā)(或稱FRBs)的研究已經開始，雖然我們仍然不知道它們到底是什么或者是什么原因，但科學家們現(xiàn)在正在慢慢接近一些答案。

FRBs是天文學家鄧肯·洛里默和大衛(wèi)·納凱維奇在2007年首次發(fā)現(xiàn)的。在使用澳大利亞帕克斯天文臺時，這兩個人目擊到來自太空的極其明亮的無線電波閃光，這讓他們目瞪口呆。這個奇怪的事件被稱為洛里默爆發(fā)。

從那時起，已經宣布了大約100個FRB的發(fā)現(xiàn)。我們已經能夠精確定位一些星系到其他星系的位置--似乎沒有一個發(fā)生在銀河系內--以及看到一些實時發(fā)生，甚至見證了重復發(fā)生的FRBs。盡管有大量的觀察和大量的數(shù)據，我們仍然無法準確地解釋它們是什么。荷蘭阿姆斯特丹大學的杰森·赫塞爾斯博士說：“在天體物理學中，有一種我們真的不了解的新現(xiàn)象并不常見，我們有機會學習一些真正新的東西?！?/p>

赫塞爾斯博士協(xié)調了一個名為“德拉網”的項目，該項目從2014年運行到2018年，并試圖觀察和研究更多的FRBs。它在世界各地使用射電望遠鏡--包括荷蘭的低頻陣列或LOFAR望遠鏡--來尋找奇異的恒星和FRBs。然而，當該項目在2012年提出時，人們甚至不確定FRBs是真的。

然而，在2015年，該項目取得了關鍵突破。它發(fā)現(xiàn)另一個星系中已知的FRB--被稱為FRB 121102--正在重復。這一發(fā)現(xiàn)使天文學家能夠計算出FRB來自哪里--一個距離地球30億光年的暗矮星系。從那以后我們發(fā)現(xiàn)了第二次重復爆發(fā)，但在第一次爆發(fā)之前，所有的FRBs都是單一事件。“這是一個巨大的信息寶庫，”赫塞爾斯博士說，他指的是FRB 121102?！拔覀円呀?a target="_blank">檢測到數(shù)百次爆炸?！?/p>

到目前為止，我們最好的解釋是，它們是由磁星引起的，中子星具有令人難以置信的強磁場。人們認為，這些恒星有足夠的能量產生與FRBs相關的明亮閃光，當磁場撕裂恒星的外殼，釋放出大量能量時，會經歷“恒星地震”(盡管發(fā)布的結果表明，一些FRBs可能存在未知的另一種來源)。赫塞爾斯博士說：“釋放的能量可能會撞擊磁星周圍的所有物質，這會引起震動，并會加速粒子產生無線電波和我們所觀察到的無線電波爆發(fā)?！?/p>

為了更好地回答這個問題，正在進行的“MeerTRAP”項目“正在努力尋找更多的FRBs，這可能會讓我們更接近一個答案。”該項目使用南非的貓鼬射電望遠鏡陣列來尋找天空中的無線電波脈沖。在陣列的標準天文觀測期間，MeerTRAP團隊搭載在船上獲得數(shù)據--大約每秒10千兆字節(jié)-以尋找FRBs。

英國曼徹斯特大學的本杰明·斯塔珀斯博士說，“我們只是從他們選擇的地方獲取數(shù)據?！彼彩荕eerTRAP的項目協(xié)調員?！巴h鏡指向哪里并不重要，因為它們在天空中應該是一致的?！痹擁椖窟€沒有開始尋找FRBs，但計劃在2019年開始尋找。MeerTRAP團隊希望每周發(fā)現(xiàn)2到5個FRBs，有可能同時尋找只發(fā)生一次的FRB和重復出現(xiàn)的FRB，因為望遠鏡會定期返回到天空的同一部分。

“在天體物理學中，有一種我們真的不了解的新現(xiàn)象并不多見，我們有機會學習一些真正新的東西?！?荷蘭阿姆斯特丹大學的杰森·赫塞爾斯博士說。所有這些數(shù)據應該有助于我們更好地找出FRBs的起源。斯塔珀斯博士說：“找出它們產生的原因的一種方法，就是了解它們發(fā)生在一個星系中的什么地方，以及它們發(fā)生在什么類型的星系中。”

天文學家還想知道FRB有多少種類型。到目前為止，我們知道有些重復，有些不重復，但有多少重復仍然是未知的。這兩種類型可能是以不同的方式形成的，所以找到更多的它們可以幫助我們更好地回答這個問題。步行者博士說：“也有可能FRBs也會穿過位于視線上的其他星系的外部區(qū)域。”“所以你可以像用手電筒一樣使用它們，看看當光穿過其他星系時會發(fā)生什么。你可以了解一些介入星系的性質。”

MeerTRAP項目還將尋找快速旋轉的中子星，稱為脈沖星，以更好地測試我們的引力理論。如果一顆脈沖星被發(fā)現(xiàn)環(huán)繞另一顆恒星，甚至是一個黑洞，它旋轉的變化可以告訴我們更多關于引力在物理學極端是如何工作的。然而，目前占據頭條的是FRBs。隨著越來越多的發(fā)現(xiàn)正在進行中，希望我們很快就能對他們的一些謎團有一個答案。

赫塞爾斯博士說：“這個領域真的在爆炸，”他指出，到今年年底，我們可能會知道超過1000個。他說，很可能在未來幾年內，我們將對造成這些問題的原因有一個很好的認識。
? ? ? （責任編輯：fqj）