快速射电暴的神秘起源可能最终被确定

宇宙从四面八方投掷着神秘的信号。

我们真的不知道它们是什么,或者是什么造就了它们;但是,对它们来源的新分析为我们提供了有关我们称之为奇怪排放物来源的线索快速射电暴(FRB)。

由加州理工学院的天文学家 Kritti Sharma 领导的一个国际团队进行了一次普查,并确定 FRB 更有可能来自恒星种群相对年轻的星系。这在某种程度上是意料之中的。研究人员没有想到的是,这些星系更有可能相当大,有大量的恒星——这实际上是相当罕见的。

这表明 FRB 的生成方式可能存在一些不寻常之处。

我们已经对 FRB 是什么有一些非常好的想法。首先,我们来描述一下:射电灯发射的射电光非常强大,但发射时间非常短暂,持续时间从几分之一毫秒到几秒钟不等。他们来自天空的四面八方,他们的来源数百万数十亿在光年之外,经常似乎闪过一次,再也不会闪过。

艺术家对发射辐射的磁星的印象。(索菲亚·达格内洛,NRAO/AUI/NSF)

这使得它们无法预测且难以追踪,但我们在广角监视的探测方面做得越来越好,在定位它们的宿主星系方面也做得更好。

至于它们是什么,我们也在关注它。剧情透露:不是外星人.相反,第一个FRB 系列检测就在银河系中回到 2020 年被追踪到磁星– 一种中子星它的磁场比普通中子星的磁场强 1,000 倍。磁场和物体引力之间的推拉相互作用可以产生星震,使无线电光在天空中闪烁。

并非所有 FRB 的行为都相同,因此可能存在多种源。缩小这些来源的位置可以告诉我们一些关于最有可能产生它们的环境条件的信息,这反过来又使我们能够推断它们是什么。

Sharma 和她的同事使用一种名为深层概要阵列以检测 FRB 并对其进行定位的新努力。他们仔细研究了 30 个 FRB 宿主星系的特性,并确定射电暴通常来自拥有年轻恒星群的星系。

如果 FRB 祖先是磁星,这并不奇怪。中子星是大质量恒星的坍缩核心,这些恒星通过核心坍缩成为超新星,大质量恒星的寿命比较小的恒星短。磁星都是年轻的中子星,因此我们期望在大多数恒星年轻且寿命短的地方找到它们。

尽管一些 FRB 具有以前被检测到老星的种群,低质量星系,该团队的分析表明,到目前为止,最常见的祖先是带有年轻恒星的大质量星系。这表明,巨大、年轻的恒星环境对 FRB 祖先的形成很重要;如果不是这样,我们会看到星系类型之间的分布更广泛。

磁星通过其磁场发射极化辐射的艺术效果图。(联邦科学与工业研究组织)

为什么会这样尚不清楚,但研究人员认为,这些大质量恒星形成星系的金属性可能起到了作用。大质量星系通常比低质量星系具有更高的金属含量,并且往往也能产生更重的恒星。

但还有另一个问题。核心坍缩超新星的发生速度与宇宙中恒星形成的速度相似。如果产生 FRB 的磁星以这种方式形成,那么 FRB 的分布应该与核心坍缩超新星的分布大致一致,即使对于低质量星系也是如此——但事实并非如此。这表明通过核心坍缩形成的磁星并不是主要的 FRB 祖先。

该团队进行了模拟,并找到了解决方案。发射 FRB 的磁星可能是由双星合并形成的。这更有可能发生在具有更大质量恒星的环境中,例如研究人员确定的星系。

我们仍然没有对 FRB 的起源有一个整体的解释,但这项研究大大加强了磁星的论证,并表明这些磁星形成的特殊情况也在起作用。

对 FRB 的研究仍在进行中,但天文学家不断发现更多奇怪的信号。我们找到的越多,我们就能处理更多的数据来解开 FRB 起源之谜。这是一个活着的时刻真是令人兴奋以及研究星星。

该研究已发表在自然界.

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