“中国天眼FAST”重大发现:确认超高能快速射电暴起源关键证据!( 二 )



加拿大的CHIME射电望远镜“中国天眼FAST”重大发现:超高能快速射电暴起源关键证据究竟是什么成因?科学家也想知道 , 对于公众而言那些重复的信号尤其感兴趣 , 比如2021年6月 , 加拿大的CHIME射电望远镜观测到500多个FRB就让公众们颇为兴奋 , 似乎宇宙中到处都有外星人在向地球招手 。

显然科学家是不会接受这个解释的 , 有科学家提出了一些假说 , 比如合并中的黑洞和中子星 , 也有科学家认为与伽玛暴有关 , 还有人则认为与中子星的爆发有关 , 比如银河系第一个快速射电暴的被识别起源于磁星SGR 1935+2154 , 表明磁星可能是快速射电暴的一个来源 。

SGR 1935+2154如何来证明呢?
有科学家提出 , 基于快速射电暴可能的产生机制 , 每天可能高达数百次!而快速射电暴由于能量有高有低 , 即使高的也相当于月球上手机发出的信号的千分之一 , 那么发现更多的射电暴信号与更强的探测机制就成了必要手段 。

FAST出手:便知有没有!
2016年9月 , 中国500米口径的球面射电望远镜落成 , 试运行期间的2017年8月就发现了两颗新的脉冲星 , 到2018年9月 , FAST已经发现44颗新脉冲星 。

FAST是从2019年8月29日开始入局关注FRB的、FAST首席科学家李菂表示 , 由于FAST超大口径与前所未有的灵敏度 , 它能捕捉到其他望远镜无法观测的低能量脉冲 , 因此决定对FRB 121102(第一个重复FRB) , 结果观测结果远超预期 , 从2019年8月29日到10月29日 , FAST用59.5小时的观测时间共观测到了1652次FRB 。

这表示FRB对于某种天体来说是极为频繁的事件 , 而且它可能在天空中的任何位置发生 , 当时中国科学技术大学的理论物理学家戴子高表示 , FRB 121102很可能是一颗磁陀星 , FRB不过是其产生的“星震” , 当外层在星体磁场突然变化的压力下发生改变时就会产生这种机制 。

不过FAST需要更多的样本来验证这个机制 , 李菂也表示 , FAST将会继续监测FRB 121102 , 同时调查其他重复源 。 他还透露 , 他的团队正在研究一个尚未公开的源 , 它的行为比FRB 121102“更激进” 。
【“中国天眼FAST”重大发现:确认超高能快速射电暴起源关键证据!】
从2020年开始 , 我国FAST科研团队连续在《自然》上发表快速射电暴的研究成果:
2020年10月28日:《快速射电暴的偏振曲线多样性》
2020年11月4日:《银河系磁星爆发态中没有射电脉冲》
其中在《快速射电暴的偏振曲线多样性》中 , 研究团队证认了之前由澳大利亚Parkes望远镜发现的快速射电暴FRB180301是一个重复暴 , 首次发现了快速射电暴的偏振多样性 , 特别是发现偏振角在短短的毫秒时间内发生了系统的改变 。 此前对于快速射电暴的成因已经比较倾向于磁星 , 但一直有两种观点:
1、辐射来源于磁星的磁层 , 产生于磁场很强的致密星周围的强磁场电离环境;
2、辐射来源于激波相互作用驱动的辐射;

两种观点无法确认 , 但FRB180301中偏振位置角迅速变化这一发现似乎确定了快速射电暴来源于致密天体的磁层中 。 而在《银河系磁星爆发态中没有射电脉冲》中对磁星SGRJ1935+2154的研究发现 , 快速射电暴产生要求很特殊 , 并不是所有高能活动都能产生FRB 。

2022年3月17日 , 李菂团队与云南大学杨元培教授、美国普林斯顿大学鲁文宾博士、美国内华达大学张冰教授等人合作的论文在《Science》上发表 , 构建了基于多路径散射的介质模型 , 可以进一步FRB发射源的约束辐射区的空间尺度、密度涨落、磁场构型等重要物理性质 。

在这次研究中 , 研究团队测量了5个快速射电暴 , 加上对国际最新研究结果的总结 , 一共获得了21个快速射电暴样本 , 其中的重复快速射电暴都满足研究团队提出的理论解释 。 Frequency-dependent polarization of repeating fast radio bursts—implications for their origin


这项工作充分结合了FAST灵敏度高的优势和这一国际热点前沿的丰富观测资源 , 为构建完整的FRB起源模型提供了重要的观测基础 。
李菂表示想要彻底搞清楚起源 , 以FAST的持续深度监测结合其他先进设备 , 有望在未来2~3年搞清楚关于FRB起源等一系列关键问题 。
参考:
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1727626015236158882

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