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天文学家捕捉并标记一个短暂的无线电爆发

发布时间:2019-06-28 11:50:11 来源:

一支由澳大利亚领导的天文学家团队在智利使用双子座南望远镜成功地确认了距离一个星系的距离,这个星系只有一次闪光,持续时间只有千分之一秒。该团队使用Australian Square Kilometer阵列探测器(ASKAP)射电望远镜初步发现了快速无线电突发(FRB)。

关键的双子座观测是确定爆发在大约40亿年前离开其主星系的关键。

自2007年第一次FRB发现以来,这些神秘物体与天文学家一起玩了一场宇宙猫捉老鼠的游戏 - 天文学家就像那只眼睛尖锐的猫!持续大约一毫秒(千分之一秒)的短暂无线电爆发很难被发现,甚至更难以精确定位。在这种情况下,FRB(称为FRB 180924)是单脉冲串,与其他可以在较长时间内闪烁多次的FRB不同。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的Keith Bannister表示,“确定仅闪现一次并且已经消失的FRB尤其具有挑战性。”他领导澳大利亚团队进行搜索工作。然而,班尼斯特和他的团队就是这样做的,这是第一次。

结果发表在6月27日出版的“ 科学 ”杂志上。

瞬间脉冲首次发现于2018年9月,在使用ASKAP专门搜索FRB时,这是一种36天线射电望远镜阵列,作为西澳大利亚的单一仪器一起工作 - 这也确定了信号在天空中的位置。

研究人员利用光线到达阵列中不同天线所需时间的微小差异来放大主机星系的位置。斯威本科技大学的团队成员亚当德勒说:“从这些微不足道的时差 - 只有十分之一秒的时间 - 我们确定了爆发的家庭星系。”

一旦精确定位,该团队就会使用双子座南望远镜,以及WM凯克天文台和欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT),通过仔细观察发生爆发的星系来确定FRB的距离和其他特征。“Gemini South的数据绝对证实了光线在大约40亿年前离开了银河系,”负责双子座观测的PontificiaUniversidadCatólicadeValparaíso的Nicolas Tejos说。

“ASKAP给了我们天空中的二维位置,但Gemini,Keck和VLT的观测结果锁定了距离,完成了三维图像,”Tejos说。

“当我们设法获得FRB 180924的位置好于0.1弧秒时,我们知道它不仅告诉我们哪个物体是宿主星系,而且还告诉我们宿主星系在哪里发生,”德勒说。“我们发现FRB远离银河系核心,位于'银河系郊区'。”

美国国家科学基金会(NSF)天文科学部副主任拉尔夫·高梅说:“双子座望远镜的设计考虑到了这样的观察,”它为美国天基观察站国际合作伙伴关系提供资金。知道FRB在这种类型的星系中发生的位置很重要,因为它使天文学家能够得到一些FRB祖先可能存在的暗示。“为此,”高梅继续说道,“我们需要具有卓越图像质量和深度的图像和光谱,这就是为什么双子座以及本研究中的光学和红外观测资料观测非常重要的原因。”

定位FRB对于理解导致闪光的原因至关重要,这仍然是不确定的:解释高能量和短时间尺度,大多数理论都会引用大量但非常紧凑的物体,如黑洞或高磁中子星。找到爆发发生的位置将告诉我们这些物体的形成,演变,碰撞和破坏是否会产生无线电爆发。“

“就像20年前的伽马射线爆发,或者最近发现的引力波事件,我们站在一个激动人心的新时代的尖端,我们即将了解快速无线电爆发发生的地方,”团队成员Stuart Ryder说。澳大利亚麦考瑞大学 莱德还指出,通过了解星系FRB发生的位置,天文学家希望更多地了解导致它们的原因,或者至少排除许多模型中的一些。“最终,”莱德继续说道,“我们的目标是使用FRB作为宇宙探测器,就像我们使用伽马射线爆发,类星体和超新星一样。” 根据赖德的说法,这样的地图可以确定“缺失重子”的位置(重子是物质的亚原子构建块),标准模型预测必须在那里,但不是

通过精确定位爆发以及它们的光线行进距离,天文学家还可以获得我们和闪光之间介入材料的“核心样本”。有了大量的FRB宿主星系样本,天文学家可以进行“宇宙层析成像”,以建立第一张重子位于星系之间的三维地图。在这方面,Tejos补充说,“一旦我们有大量已知距离的FRB样本,我们还将有一种革命性的新方法来测量宇宙网中的物质量!”

到目前为止,只有一个其他快速无线电脉冲串(FRB 121102)已经定位,并且它有一个闪烁超过150次的重复信号,而单个和多个闪存FRB都比较少见,单个FRB比重复FRB更常见。那么,FRB 180924的发现可能为未来的本地化方法引领方向。

“双子座天文台的快速周转后续贡献在时域天文学的未来将特别重要,”Tejos说,“因为它承诺不仅可以帮助天文学家完善对瞬态现象的研究,还可能改变我们对瞬态现象的看法。宇宙。”

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