在不应该有任何辐射源的地区发现了新的快速无线电爆炸

2022-02-25 13:45:52

当人们第一次发现快速射电爆发时,它是一个谜。起初,每一个FRB都遵循相同的模式:在无线电波长中持续不到一秒钟的巨大能量激增,然后爆炸消失了,再也不会重复。我们最初怀疑FRB可能是我们的探测器中的硬件故障,但随着时间的推移,爆发#39;反复发生使我们确信它们是真实的。

从那时起,我们';我们已经确定了重复爆发的来源,并将FRB与在无线电范围外产生能量的来源联系起来。这最终帮助我们找到了一个单一的来源:磁星,或者说是中子星,它们具有极强的磁场。

现在,现实已经过去了,在这个漂亮而简单的解释中加入了一个猴子扳手。一个新的FRB重复来源已经被确定,它位于一个我们不知道的地方';我不指望能找到磁星。这并不意味着';这并不意味着来源是';t来自磁星,但我们不得不求助于一些不同寻常的解释来解释它的形成。

磁星是中子星的一种形式,即';一颗质量足以产生超新星,但质量不足以形成黑洞的恒星崩塌后留下的恒星。当残余物被压缩成中子汤时,中子星的物质会收缩,直到它';它只有大约20公里宽。这个紧凑的物体继承了它的母星的所有旋转能量,使它以快速的速度旋转,通常通过加入从其环境中下落的物质而进一步旋转。

在许多情况下,这种快速旋转会产生脉冲星,即中子星,其辐射源似乎会随着恒星快速闪烁';这是轮换。在另一些情况下,中子星最终会产生强磁场,成为磁星。磁星';地球的强磁力线被它的旋转所缠绕,通常会与环境产生高能相互作用。

但这些高能现象并不';t往往会持续很长时间,至少从天文角度来看是这样。所有这些与环境的高能相互作用都会导致中子星释放能量,减缓其自转,并降低其产生的任何光的强度。例如,磁星通常被认为只有10000年左右的寿命,然后才进入一种更安静的存在。

此外,形成磁星的超新星出现在相对年轻的恒星中,通常只有几百万年的历史。

这种早期恒星死亡和短磁星寿命的结合意味着我们只希望在年轻恒星丰富的区域看到磁星。较老的恒星群体应该在数十亿年前就看到磁星的形成和消失。

这项新工作由一个大型国际团队完成,涉及对另一个重复FRB源的发现进行跟踪,该源名为FRB 20200120E。为了确定FRB 20200120E的位置,该团队求助于欧洲甚长基线干涉测量网络的分辨率,该网络可以使用分布在世界各地的多达22台望远镜。该团队设法让足够多的望远镜指向重复源,以拍摄五个单独的FRB。

按照从这些不同望远镜重建数据的方式,单次爆发无法为我们提供精确的位置。相反,可以确定一系列可能的位置。通过结合与每一次爆发一致的位置,研究人员能够为FRB源提供一个可能的位置。

这个来源原来是附近星系M81中的一个球状星团。基于关于FRB 20200120E位置和M81内球状星团频率的剩余不确定性,研究团队估计FRB 20200120E不在该球状星团中的几率仅为1/10000。

搜索该位置并没有发现持续存在的无线电信号源。根据使用X射线和伽马射线望远镜进行的搜索,也没有发现高能量来源。所以,有';这不是一个明显的高能物体。

这个位置很奇怪。球状星团最引人注目的是由老恒星群组成。数十亿年来,它们不太可能有任何形成中子星的超新星。所以这可能会排除磁星的存在,对吧?

不完全是。少数机制可以在没有超新星的情况下或在超新星发生后很久产生磁星。这些机制主要依赖于附近的伴星。如果伴星是一颗普通恒星,它可以将物质送入白矮星,直到白矮星坍缩成中子星。或者白矮星和中子星的各种组合可以合并,也可以产生中子星。最后,我们知道一个正常的伴侣可以";向上旋转";一颗以前安静的中子星,通过给它提供物质。

这些过程中的任何一个都有可能在老恒星群中产生磁星。鉴于现场明显没有任何非爆破活动,如果其中任何一个过程实际上发生在FRB 20200120E,可能很难进行分类。

无论如何,这一发现表明,如果磁星是所有FRB的来源,那么我们可能期望在比这一发现之前预测的更广泛的环境中看到它们。我们可能还不想排除非磁性来源的考虑。