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核心提示:来源于磁层的快速射电暴偏振多样性 。李柯伽供图神奇未知的事物,似乎总有一种魔力,吸引人类探索的道路上前赴后继 。天文便是如此:在广袤的宇宙中,经常有一股电波袭来,仅仅闪现几个毫秒 。没人知道,它究竟...
来源于磁层的快速射电暴偏振多样性 。李柯伽供图
神奇未知的事物,似乎总有一种魔力,吸引人类在探索的道路上前赴后继 。天文便是如此:在广袤的宇宙中,经常有一股电波袭来,仅仅闪现几个毫秒 。没人知道,它究竟是什么 。
2007年,天文学家在分析澳大利亚64米射电望远镜2001年记录的信号中,发现了这样的毫秒电波 。随后,天文学家一直试图寻求原因:谁发出了电波?如此快速闪现的电波,究竟包含了什么信息?
经过大约10年的探寻,天文学家收集了30多个爆发源,它们在宇宙几乎是随机分布的,因此断定“这些毫秒电波闪现源中的绝大多数,并非银河系内的天体发出” 。2017年,国际天文学家终于捕获到一个毫秒无线电爆发,利用世界多台大射电望远镜联合探测,将这个重复爆发的无线电快速闪现源,定位到宇宙深处30亿光年之外的一个宇宙岛 。
那些年,在这个前沿领域,中国没有太多的话语权 。因为中国没有足够大的射电望远镜,我国天文学家便很难拿到第一手资料,所以他们中的大多数,做的是理论研究 。
2016年,被誉为“中国天眼”的FAST(500米口径球面射电望远镜)竣工,其反射面相当于30个足球场,经过3年调试,无可争议地成为世界最灵敏的射电望远镜,大大拓展了人类的视野,也让中国天文学家终于有机会走到人类视界的最前沿 。
如今,FAST望远镜已经对国内天文学家开放,一个又一个原创突破接连“冒”了出来 。还记得“谁发出了毫秒电波”这个科学问题吗?FAST望远镜给出了最新观测,中国天文学家就此揭示了宇宙毫秒无线电爆发的新物理,相关成果论文连续两次登上国际学术期刊《自然》 。
为两大争锋“一锤定音”
故事要从一年前说起 。
北京大学教授、中科院国家天文台研究员李柯伽介绍,在2019年FAST望远镜的尝试性开放观测中,研究团队便希望利用FAST望远镜,观测一个澳大利亚2018年3月1日探测到的爆发源FRB 180301,看看这个源是否会重复爆发 。
【中国天眼新闻报道 中国天眼最新动态】幸运的是,2019年7月16日,一个2小时的FAST望远镜观测,如愿探测到了4次爆发 。
“这个结果让人激动!”中科院国家天文台研究员韩金林说 。
然而,在9月11日的4个小时观测过程中,研究团队竟然什么信号也没有探到 。
课题组内部研究后,发现原先澳大利亚报告的爆发源位置存在,随后调整了观测策略,将望远镜对准的新的位置,并记录偏振信号 。
很快,策略调整的效果显现了 。

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文章插图
在2019年10月6日和7日,FAST望远镜在6个小时内探测到11次爆发 。统计下来,在共计12个小时的观测时间里,FAST望远镜探测到15次闪现,每次电波闪现的强度曲线也各不相同 。
“这个爆发源,与那个30亿光年外的爆发源距离类似、无线电爆发率类似,但强度要暗弱很多 。”北京大学和中科院国家天文台联合培养博士罗睿说 。
更让人欣喜的结果,来自对11次爆发电波的高灵敏度偏振信号揭秘
北京大学和中科院国家天文台联合培养博士姜金辰说,FAST望远镜观测的11个爆发信号中,有7个毫秒闪现爆发,能够很好地揭秘出其偏振 。令人激动的是,这7个偏振不仅是变化的,而且呈现出变化的多样性 。如此变化的偏振,在早先的重复爆中是从未看到过的 。
“这些也再次说明,FAST望远镜装配的接收机偏振测量能力非常好 。”李柯伽说 。过去,世界上的望远镜仅仅对“30多个爆发源中的几个”记录了偏振信号,能够详细研究的样本非常少 。先前的探测看到:重复爆发源要么表现出平平的偏振角,即电波的极化面不变;要么是偏振角变化的现象,仅在一次性爆发源中看到过两次 。
如今,FAST望远镜观测到的偏振变化多样性,则明确说明:宇宙中的爆发源可能来自致密星体磁层中的物理过程 。这个观测结果,直接对一批国际学者关于爆发来自粒子冲撞的理论提出挑战,为近几年两大门派的理论争锋一锤定音 。


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