天文学家发现了可能是有史以来最亮的无线电波闪烁,并追踪到这一快速无线电爆发(FRB)的源头。这一壮举可能会彻底改变围绕这些神秘而快速的辐射爆发的理论,这些爆发在短短几毫秒内释放的能量相当于太阳在其整个生命周期中释放的能量。
FRB首次被发现于2007年,FRB一直让天文学家难以解释。这是因为它们持续的时间非常短暂,并且只有一小部分会重复,这让后续调查变得很困难。尽管对FRB提出了许多解释,但主要的罪魁祸首是极端的死星或被称为“中子星”的星体,其磁场强大到足以单独分类,因此被称为“磁星。”
新的FRB被正式命名为FRB 20250316A,并被赋予了昵称“RBFLOAT”,意为“有史以来最亮的无线电闪烁”。这个异常明亮的FRB于2025年3月首次被加拿大氢强度测绘实验(CHIME)发现,因为它在发现新FRB方面的巨大贡献,被称为“FRB发现机器”。
这是CHIME/FRB无线电望远镜首次单独使用,追踪FRB回到其源头。在这种情况下,源头是一个宽度仅为45光年的区域——比平均星团还小——位于NGC 4141的螺旋臂边缘,这是一座距离约1.3亿光年的星系。为了让大家更好理解这个壮举,研究团队把它比作从62英里外看到一枚25美分硬币。
"这个结果标志着一个转折点:我们不仅仅是检测到这些神秘的闪烁,现在我们可以确切地看到它们来自哪里。这为我们探索它们是由垂死的星星、奇异的磁性物体,还是我们尚未想到的其他原因所引起的打开了大门,"团队负责人、麦吉尔大学研究员阿曼达·库克在一份声明中说道。
得益于新建的“外接”望远镜,CHIME现在具备了这种方式追踪FRB的空间分辨率,这些望远镜分布在从不列颠哥伦比亚省到加利福尼亚州的北美各地。
"有了CHIME外接望远镜,我们终于能够实时捕捉到这些短暂的宇宙信号——不仅将它们的位置缩小到单个星系,甚至到特定的恒星环境,"库克说。"这种定位的精确度达到数十毫角秒,就像从100公里(62英里)外看到一枚25美分的硬币那样。这种细节水平让我们能够识别出宿主星系NGC 4141,并将爆发与詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)捕捉到的微弱红外信号进行匹配。"
这是天文学家第一次能够迅速追踪到快速射电暴(FRB)的源头,以便用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)强大的红外视野进行后续观察。
“我们得到了一个令人兴奋的结果——我们发现一个非常微弱的红外光源,离无线电爆发发生的地方非常近,”团队成员、哈佛大学天文台的研究助理彼得·布兰查德在哈佛与史密森学会天体物理中心(CfA)的声明中说。“这可能是第一个与FRB相关联的天体,之前在其他星系中没有人发现过。”
由RBFLOAT源定位的红外天体被称为NIR-1,据信它是一颗红巨星,或者是一颗中年大质量恒星。红巨星代表了与太阳质量相似的恒星的最终阶段之一,在它们耗尽核心中的氢燃料后,核心会坍缩,恒星的外壳会“膨胀”到原始直径的100倍。
但无论NIR-1是什么,它不太可能是RBFLOAT现象的原因。红巨星和大质量恒星通常不会引发这种爆发。
Blanchard和同事们推测,NIR-1有一个更极端的伴星,是中子星,这是一种在质量约为太阳10倍的恒星死亡后形成的死恒星核心。这颗中子星的巨大引力可能会从NIR-1中剥离物质,这一过程对这种明亮的快速射电暴的产生至关重要。
“无论与这颗星的关联是否真实存在,我们对爆发的起源了解了很多,”Blanchard说。“如果双星系统不是答案,我们的研究暗示孤立的磁星引发了这次快速射电暴。”
如果红外辐射源随着时间的推移开始减弱,这可能是由发射 RBFLOAT 的某个物体(可能是磁星)引起的反射光。
RBFLOAT 的亮度及其与地球的相对接近(许多快速射电暴的来源被追溯到数十亿光年之外),而且 JWST 能够捕捉到其发源区域的详细图像,这意味着它可能对研究这些令人困惑的辐射爆发至关重要。
“我们在利用 JWST 的高清成像技术,聚焦于快速射电暴发源的精确位置,在揭开 FRB 的神秘面纱上迈出了新的一步,”伯杰总结道。“我们无法预测下一个 FRB 会在何时何地出现,所以我们必须随时准备在时机来临时迅速部署 JWST。”
关于RBFLOAT的发现,在《天体物理学杂志快报》上发表了两篇论文。
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