神秘的宇宙“心跳”探测到距离地球数十亿光年

天文学家发现了一个来自遥远星系的奇怪而持久的无线电信号。

这一发现可以帮助天文学家最终确定快速射电爆发(FRB)的来源。

大多数FRB是来自数十亿光年之外的星系的无线电波的强烈爆发，在闪烁之前只持续几毫秒，是一次性事件。

这种新信号——FRB 2019 12 21 a——持续时间长达三秒，比平均FRB长1000倍，也具有迄今为止发现的最清晰的重复模式。

“这是不寻常的，”麻省理工学院(MIT)卡维利天体物理和空间研究所的研究员丹尼尔·米歇尔在一份声明中说。

“它不仅非常长，持续约三秒钟，而且有非常精确的周期性峰值，每一秒钟发出一次——嘣，嘣，嘣——就像心跳一样。

这是第一次信号本身是周期性的。

发现这种强烈重复的射电爆发背后的团队包括来自加拿大氢强度测绘实验(CHIME)/ FRB合作的研究人员。

展望未来，研究人员将试图捕捉来自同一来源的进一步爆发，这可能有助于更确切地揭示导致这些FRB的原因。

此外，由于其高度可靠的周期性，他们希望FRB 20191221A可以被用作一种“天体物理时钟”。

由于这种爆发的频率会随着源远离地球而变化，这种变化可以用来测量宇宙的膨胀。

自2007年首次被发现以来，FRB一直是天文学家的一个谜，他们能够追踪这些爆发到它们的起源星系，但尚未发现精确的发射源。

被认为对FRB发射负责的主要嫌疑人是被称为射电脉冲星和磁星的中子星类型，这一发现似乎表明这一理论是正确的。

“宇宙中没有多少东西会发出严格的周期信号，”米奇利在声明中说。

“在我们自己的星系中，我们知道的例子有射电脉冲星和磁星，它们旋转并产生类似于灯塔的光束发射。

我们认为这个新信号可能是一颗磁星或脉冲星。

脉冲星是快速旋转并发出强烈辐射的中子星，而磁星是具有极其强大磁场的恒星残余。

所有类型的中子星都是在大质量恒星到达其生命的尽头，耗尽核聚变的燃料，不再能够支撑自己抵抗引力坍缩时形成的。

这导致了大规模的超新星爆炸，留下了宇宙残余物，这是一种密度如此之大的中子星，以至于一茶匙的组成物质就重达8.8万亿磅(3.9万亿千克)。

对FRB 20191221A的研究可以帮助天体物理学家更好地理解这些天体。

FRB检测的未来是光明的。

信号FRB 20191221A最早是由CHIME在2019年12月21日探测到的，当他观察传入的数据时，Michilli立即发现了它的不寻常性质。

当麻省理工学院的研究人员和他的队友分析来自遥远星系的这种信号模式时，他们发现了与银河系中离家更近的射电脉冲星和磁星的发射相似之处。

FRB 20191221A与我们银河系内这些物体发出的信号有一个关键区别，然而，前者比后者亮一百万倍以上。

Michilli认为FRB 20191221A的高亮度闪光可能表明发射它们的射电脉冲星或磁星通常不太亮。

这可能意味着一些未知的机制或事件导致它在一个不寻常的三秒钟窗口内发出了一系列明亮的爆发。

CHIME是一台干涉式射电望远镜，由四个大型抛物面反射器组成，随着我们的星球旋转，它不断扫描地球上空，幸运的是，它的位置正好捕捉到了这一罕见的爆发。

这台仪器是由四个大型抛物面反射器组成的干涉射电望远镜，对发现FRB并不陌生。

自2018年开始运营以来，它已经发现了数百次这样的爆发。

“CHIME现在已经检测到许多具有不同属性的FRB，”Michilli说。

“我们已经看到一些生活在非常动荡的云中，而另一些看起来像是在干净的环境中。

根据这个新信号的特性，我们可以说，在这个源的周围，有一团等离子体，它肯定是极其动荡的。

Michilli补充说，未来的望远镜每月可以探测到数千个FRB，并希望像FRB 20191221A这样的周期性信号可以出现在其中。

“这次探测提出了一个问题，即什么可能导致这种我们从未见过的极端信号，以及我们如何利用这种信号来研究宇宙，”Michilli总结道。