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加拿大望远镜探测到535个快速射电暴,或能够解开宇宙谜团

据CNN 6月10日报道,一个加拿大天文望远镜和国际研究小组在日前侦测到数百个可能来自宇宙的快速射电暴。

(图源:unsplash)

这些明亮并长达几毫秒的射电暴又被称为FRB。由于FRB的出现是不可预测的,因此它的来源仍是一个谜团。科学家们在2007年首次观察到FRB的存在,并在后来的10年里陆续观测到宇宙中多达140次的FRB。

麻省理工学院物理学助理教授兼卡夫里天体物理学和空间研究所成员Kiyoshi Masui表示,FRB是很难被观测到的。只有在对的时间把天文望远镜转到对的方向,才能够成功检测到FRB的存在。而对的时间和对的方向是无法被预测的。

Masui表示,大多数的射电望远镜只能在特定时间够观察到月亮大小的宇宙部分,这意味着绝大多数的FRB都会被忽略。

然而,在位于加拿大的多米尼克射电天体物理观测站(Dominion Radio Astrophysical Observatory)通过CHIME天文望远镜开始在2018年接受无线电信号后,这一切都改变了。

CHIME天文望远镜的又被称为加拿大氢气强度绘图实验,它在2018年到2019年之间共检测到535个FRB。

科学家们为此给CHIME所检测到的FRB创建一个目录。此目录于周三在第238届美国天文学会会议上被展出,该会议在线上举办。

该目录不仅扩大了被检测的FRB已知数量,也使科学家们获得了许多关于FRB的位置和性质讯息。虽然大多数的FRB都只出现过一次,但其中61个却是来自18个来源的重复FRB。这些重复的FRB各不相同,但都比单次出现的FRB持续更长的时间。

每当一个FRB重复出现时,科学家们就能够进一步追溯其源头。这能够帮助科学家们了解导致FRB的原因。

根据科学家们的观察,单次出现的FRB和重复出现的FRB并不相同。

麻省理工学院物理系的研究生兼CHIME成员申凯琳(Kaitlyn Shin)在一份声明中表示,这些讯息能够让科学家们开始真正了解FRB的整体情况,或造成FRB出现的天体物理原理,以及如何利用这些讯息去更好地了解宇宙。

CHIME天文望远镜与普通的射电天文学望远镜不同。CHIME天文望远镜由四个接收器所组成,每一个接收器的大小相当于一个滑雪板,并且是完全无法被移动的。当地球在自转时,四个接收器所组成的阵列能够接受来自半个天空的无线电信号。

通常,无线电接收器会不断移动以接受来自天空中不同区域的信号。但CHIME采用了全数字设计,并具有一个相关器。此相关器能够通过数字信号处理器来捕捉无线电信号。CHIME能够处理大量的数据,大约在每秒7太比特,但相当于全球互联网流量的一小部分。

Masui表示,数字信号处理使CHIME能够重塑并在同时“望向”多个方向,而这就是CHIME比传统天文望远镜能够捕捕捉更多FRB的原因。

CHIME所检测到的535个FRB来自天空和宇宙的各个部分。根据所搜集到的资料,研究者认为FRB每日在天空中出现的次数可能多达800多次。

Masui称,这就是天文学的魅力。虽然FRB如此难被观测到,但它们在宇宙实在不算罕见。如果人类的眼睛能够像看到相机的闪光灯一样看到FRB,那么人类只需要抬头一看,就能够一直看到它们。

虽然仅FRB的神秘魅力就足以使人感到好奇,但科学家们相信,FRB能够让他们对宇宙有更深的了解,甚至能够帮助他们绘制整个宇宙的气体分布图。

(图源:unsplash)

当无线电波在宇宙中漫游时,很可能会与气体或等离子体进行碰撞,而这有可能是电波发生变形,使电波的特性发生改变,进而改变了它们的行动轨迹。这些电波数据将有助于科学家们估计电波所行走的距离,以及聚集在其周围的气体。

Masui表示,FRB本身就携带着它所穿透的宇宙的数据。正因为如此,科学家们将会把它看作是研究宇宙的终极工具。

在CHIME所检测到的FRB当中,许多来自于遥远的其他星系,并因令人难以置信的巨大能源所产生。但科学家们仍在努力确定这些FRB的真正性质。

加拿大麦吉尔大学物理学博士生亚历克斯·约瑟夫(Alex Josephy)表示,数量足够的FRB能够让科学家们绘制出宇宙的大型结构。这些大型的结构却构成了宇宙网络之间的丝线。

通过FRB目录,科学家已经检测到了FRB和大尺度结构之间的关联性。这非常让人兴奋,并开创了一个FRB宇宙学的新时代。

 

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