我們稱之為快速射電暴(FRB)的神秘深空信号,它的一大典型特征就是——無法預測。它們向外噴射穿過宇宙,毫無規律,不知緣由,也沒有什麼明顯模式,這讓它們研究起來非常困難。
如今,天文學家首次發現了一種周期性出現的快速射電暴。
每16.35天,這種名為FRB 180916.J0158 65的信号就以相同模式重複出現一次。起初四天,它每小時都會爆發一次或兩次,接着它會沉寂12天,直至再次出現,重複上述過程。
加拿大氫強度測繪實驗(CHIME)團隊的天文學家觀察這一周期總共用時409天。我們仍未知道這意味着什麼,但這是構成快速射電暴這一複雜謎團的又一個因素。研究已上傳到arXiv預印本服務器,等待天文學領域其他專家進行審察。
人們很容易就能迷上快速射電暴這一神奇的宇宙謎題,不過,目前還沒人能對其進行全面解釋。
概括一下,快速射電暴就是射電頻譜中高能輻射的耀發,最多隻能持續數毫秒。在這短短數毫秒内,它們釋放的能量等同于數億個太陽同時釋放的能量。
大多快速射電暴都如電光石火,它們一閃而過後,我們就沒能再探測到它們。因此,要探求這些射電暴的源星系,就變得非常困難。一些快速射電暴會噴出重複性射電耀發,但其規律極其難以捉摸。這些快速射電暴比較容易就能找到它們的源星系,但截至目前,這種發現并不能讓我們向着答案邁出一大步。
去年,CHIME團隊宣布探測到的重複快速射電暴達八種,讓150餘個快速射電暴源中的重複暴總數增至10種(另一篇論文近期将總數增至11種)。
FRB 180916.J0158 65是這八種重複暴中的一個,但除了重複爆發,目前它并沒有顯示出其他特别之處。然而,随着CHIME望遠鏡持續凝視天空,一種模式浮現了出來。
這令人興奮,因為它提供的新信息可以用來對FRB 180916.J0158 65暴源進行實驗并建立理論模型。
研究人員在論文中寫道:“發現一種暴源重複噴發快速射電暴的周期為16.23天,是找到暴源本質的重要線索”。
其他具有周期性的暴源一般是雙星系統——恒星雙星或黑洞雙星。16.35天可能是軌道周期,暴源隻有位于軌道某處時才會與地球互視。
找到源星系的快速射電暴為數不多,FRB 180916.J0158 65就是其中一個。它位于5億光年外的旋渦星系邊緣,那裡有恒星正在形成。這意味着那裡不可能有超大質量黑洞,但可能存在一個恒星質量級黑洞。
研究人員寫道:“軌道周期上這種唯一約束仍允許已知恒星級緻密雙星中的伴星有多種數量級範圍:從所謂的‘黑寡婦’雙星系統(由低質量恒星和高能毫秒脈沖星組成。盡管後者軌道周期通常為數小時,其星風仍會拆解伴星)到伴星脈沖星軌道偏心率很大的超大質量O/B型恒星。”
定期遮擋快速射電暴輻射的,要麼是伴星的星風,要麼是黑洞的潮汐撕裂作用。
還有一種可能就是,快速射電暴源像磁星或X射線脈沖星一樣,是一種單一物體,不過,研究人員發現這種解釋要和數據進行匹配有些困難。這是因為,這些天體會周期性自轉,且自轉同時在左右擺動,但沒有一個擺動得如此緩慢。
射電脈沖星的周期性間隔的确能達數天,但它們釋放的能量數量級要比快速射電暴源衰弱。因此,這仍是一個謎。
不過,還記得我們早些提過的第11個重複暴嗎?據發現,這一重複暴來源于天文學家本認為隻會噴射一次的暴源。對起初用來探測重複暴的儀器來說,它的周期性征過于微弱。
這就意味着,可能還有更多快速射電暴在重複爆發,但它們在我們的探測範圍之外。FRB 180916.J0158 65看起來類似于其他快速射電暴可能意味着其他重複暴也具有周期,隻是我們還沒有探測到。
因此,下一步當然是花點時間繼續觀測FRB 180916.J0158 65。不過,看看是否能在其他快速射電暴中找到重複周期,也頗為有趣。
“未來在強度、偏振特性和多波段上的觀測将區分多種理論模型,它們将得到大力支持”,研究人員寫道,“對其他重複暴周期的探測也一樣。”
BY: MICHELLE STARR
FY: Astromancer
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