天文学家探测到有规律的无线电波，但其起源未知

包括麻省理工学院(MIT)研究人员在内的一组天文学家发现了一种奇怪的、重复节奏的快速射电脉冲，这种脉冲来自于银河系外一个5亿光年之外的未知来源。

快速射电暴(FRBs)是一种电波短暂而强烈的闪光，被认为是小型、遥远、密度极高的物体的产物，尽管这些物体到底是什么一直是天体物理学中的一个谜。frb一般只持续几毫秒，在这段时间内，它们的亮度可以超过整个星系。

自2007年观测到第一个FRB以来，天文学家已经记录了100多个来自遥远源的快速射电暴，这些源分散在我们银河系之外的宇宙中。在大多数情况下，这些探测都是一次性的，在完全消失之前短暂地闪烁。在一些例子中，天文学家多次观察到来自同一源头的快速射电暴，尽管没有可识别的模式。

这个新的FRB源，小组已经将其编目为FRB 180916。J0158+65是第一个产生周期性或周期性快速射电暴的。这种模式开始于一个吵闹的四天窗口，在此期间，光源随机发射无线电波，随后是12天的无线电静默期。

天文学家观察到，这种16天的快速射电爆发模式在500天的观测中不断重复出现。

“我们现在报道的这个FRB就像钟表一样，”麻省理工学院天体物理和空间研究Kavli研究所的物理学助理教授Kiyoshi Masui说。“这是我们从这些资料中看到的最明确的模式。这是一个大线索，我们可以用来寻找引起这些亮光的物理原因，没有人真正理解。”

Masui美联储成员一致/协作,50多名科学家由英属哥伦比亚大学的麦吉尔大学,多伦多大学,加拿大国家研究委员会,运行和分析来自加拿大氢强度映射的数据实验,或一致,射电望远镜在不列颠哥伦比亚,是第一个拿起美联储新周期的源信号。

CHIME和FRB的合作在今天的《自然》杂志上发表了新发现的细节。

一个无线电视图

2017年，不列颠哥伦比亚省自治领无线电天体物理天文台(Dominion Radio Astrophysical Observatory)竖起了钟声，它迅速开始探测来自宇宙各地星系的快速射电爆发，这些星系距离地球数十亿光年。

编钟由四个大型天线组成，每个天线的大小和形状都相当于单板滑雪板的半管状天线，在设计上没有移动部件。CHIME并没有旋转来聚焦天空的不同部分，而是凝视着整个天空，使用数字信号处理来确定射电电波的发射区域。

从2018年9月到2020年2月，CHIME从一个信号源FRB 180916中挑选出38个快速无线电爆发。J0158+65是天文学家追踪到的一个巨大螺旋星系外围的恒星搅动区域，距离地球5亿光年。这个源是CHIME迄今探测到的最活跃的FRB源，而且直到最近它还是离地球最近的FRB源。

随着研究人员绘制了38次爆炸的分布图，一种模式开始出现:4天内出现1到2次爆炸，随后12天内没有任何爆炸，之后这种模式重复出现。这个16天的周期在他们观测源的500天里一次又一次地发生。

“这些周期性的爆发是我们以前从未见过的，这是天体物理学中的一个新现象，”Masui说。

盘旋的场景

尽管研究小组在他们的新论文中探索了一些想法，但究竟是什么现象导致了这种新的河外节奏仍然是一个很大的未知数。一种可能性是周期性的爆发可能来自单一致密的物体，比如中子星，它既旋转又摇摆——一种被称为进动的天体物理现象。假设无线电波是从物体上的一个固定位置发射的，如果物体沿着一个轴旋转，并且这个轴每16天只有4天指向地球的方向，那么我们就会观察到无线电波周期性的爆发。

另一种可能是双星系统，比如一颗中子星围绕另一颗中子星或黑洞旋转。如果第一颗中子星发射无线电波，并且在一个偏心轨道上短暂地接近第二颗中子星，那么这两个物体之间的潮汐强度可能足以导致第一颗中子星在它摆动之前短暂地发生变形和爆炸。当中子星沿着轨道旋转时，这种模式会重复出现。

研究人员考虑了第三种情况，包括一个围绕中心恒星旋转的放射源。如果恒星发出风，或气体云，那么每当光源通过云时，云中的气体就会周期性地放大光源的无线电辐射。

Masui说:“也许光源一直在释放这些爆炸，但我们只有在它穿过这些云时才能看到它们，因为这些云充当了透镜。”

也许最令人兴奋的可能是，这种新的FRB，甚至那些不是周期性的甚至不是重复的FRB，可能来自磁星——一种被认为具有极强磁场的中子星。磁星的细节仍然有点神秘，但天文学家已经观察到，它们偶尔会释放出大量的电磁波谱辐射，包括无线电波段的能量。

Masui说:“人们一直在研究如何让这些磁星发射出快速的射电暴，我们观察到的这种周期性已经被应用到这些模型中，以弄清楚它们是如何结合在一起的。”

最近，同一小组的一个新观测结果支持了磁星实际上可能是快速射电暴的可行来源的观点。四月底，CHIME接收到一个信号，看起来像是快速的无线电爆炸，来自一个闪耀的磁星，距离地球约30,000光年。如果该信号被证实，这将是我们银河系内首次探测到的FRB，也是磁星作为这些神秘宇宙火花来源的最令人信服的证据。