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一支由天文学家组成的国际团队捕获了远距离宇宙爆炸中首次出现的极化无线电波

发布时间:2019-06-20 09:21:02 来源:

一支由天文学家组成的国际团队捕获了远距离宇宙爆炸中首次出现的极化无线电波。

这一爆炸事件(称为伽马射线爆发GRB 190114C)是宇宙中一类最具活力的爆炸的一部分。它产生于一颗恒星 - 比太阳大得多 - 坍塌形成一个黑洞。

伽玛射线爆发产生强大的喷气式飞机,其行驶速度接近光速并闪耀着超过10亿个太阳的惊人亮度。天文学家一直在努力了解这些喷气机是如何形成的,以及为什么它们似乎只出现在伽马射线爆发中 - 而不是其他爆炸,如普通的超新星。

由于这些射流在无线电波长下非常明亮,因此极化无线电信号的发现可能提供新的线索来帮助解决这个谜团。偏振是光的特性,表示磁场如何在射流中组织和构造。

“我们知道只有极小部分(不到1%)的大质量恒星在坍塌时形成喷气式飞机,”西北大学的Raffaella Margutti说道,他为这项研究做出了贡献。“但我们还不知道他们是如何利用这些极端特性设法推出这​​些资金流出的,我们不知道为什么只有少数明星这样做。”

“这一测量为伽马射线爆发科学和高能天体物理射流研究打开了一扇新窗口,”英国巴斯大学博士后研究员,该研究的第一作者Tanmoy Laskar说。“我们想知道在这种情况下测量的低水平极化是否是所有伽马射线爆发的特征,如果是这样,这可以告诉我们伽马射线爆发射流中的磁结构和磁场的作用为整个宇宙的喷气机提供动力。“

该论文于上周在“ 天体物理学杂志快报”上发表。

国际团队包括来自西北大学Weinberg艺术与科学学院的三位天体物理学家:Kate Alexander,Wen-fai Fong和Margutti。他们都是西北大学天体物理学跨学科和探索研究中心(CIERA)的成员。

天文学家假设宇宙磁场可能流过喷流,帮助它们形成并提供结构支撑。然而,这些磁场的物理范围对射流发射机制有影响,以前从未测量过。

为了获得这些测量结果,国际团队采用了一种新颖的技巧。他们观察到线性偏振光中的射流,这对磁场斑块的大小很敏感。例如,较大的磁场贴片产生更多的偏振光。

2019年1月14日,一连串的伽马射线引发了美国宇航局的斯威夫特卫星,该卫星向天文学家发出爆炸声在福纳克斯星座方向的位置。然后,天文学家使用智利的阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列(ALMA)望远镜搜索爆炸产生的无线电波,爆炸发生在45亿年前,距离70亿光年远的一个星系。

“磁场无处不在,但众所周知难以在我们的宇宙中进行约束,”天体物理学助理教授Fong说。“事实上,我们能够发现它们的存在 - 更不用说我们所知道的最快的喷气式飞机 - 这是一个令人难以置信的传奇观察力。”

该团队发现了一个微妙但有启发性的0.8%极化信号,这意味着我们的太阳系大小的磁场斑块。接下来,研究人员将把这些新信息与X射线和可见光望远镜的数据结合起来。

“来自新墨西哥州的超大阵列(VLA)的低频率数据帮助确认我们看到的是来自喷气机本身的光,而不是来自喷气机与其环境的相互作用,”亚历山大,美国宇航局爱因斯坦研究员领导说。 VLA观察。

“这是一个非常了不起的衡量标准,”马古蒂说,“无论是技术方面,还是对我们宇宙中已知的最相对论来源中磁场性质的深刻科学含义。”

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