来自银河系的电磁风暴

今年四月时,天文学家发现了一段短且强劲的「快速电波爆发」(Fast radio burst,简称FRB),并成功追踪到此神秘电波的来源:我们的银河系

FRB 是种强能量的天能物理现象,能呈现瞬态电波脉冲,且仅维持数毫秒。这是首次科学家定位出从银河系内部传出的 FRB。

根据《Nature》期刊发表的三篇论文及外媒报导,此 FRB 被命名为 FRB 200428,能量相当于 30 秒太阳电波所释放的能量,且其来源是隐身在银河系中的一颗年轻的中子星,密度非常高,是由一颗比太阳还大的大质量恆星毁灭所产生的残留物。虽说是残留物,但它竟是一颗磁石,名为 SGR 1935+2154,拥有强大的磁场,使之可以储存无法计算的大量能量,甚至可以扭曲原子的形状。

来自银河系的电磁风暴
捕捉到快速电波的加拿大氢强度测绘实验射电望远镜

自 2007 年第一次发现 FRB 后,天文学家一直想找到这些 FRB 的源头。根据资料,FRB在夜空中每秒会出现一次,但一次仅出现几毫秒,实在太过短暂,而这些来自星体爆裂的无线电波,发射地皆距离我们数十亿光年,这些原因都使天文学家极难追踪它们的来源。麻省理工学院物理学助理教授 Kiyoshi Masui 表示:「这些快速电波爆发相当神祕,我们对它们的产生原因和物理原理瞭解并不多。」

但现在根据这项发现,我们可以知道来源是这颗已知的磁石 SGR 1935+2154,距离地球 30,000 光年,且位于银河系。「这一直是个科学上的知识漏洞。」Kiyoshi Masui 说,「但现在我们知道这个快速电波爆发是来自于磁星,这证明了某些我们观测到的快速电波爆发可能都来自磁星。」

在此次发现中,北美洲的两个观测站(加拿大的 CHIME 和美国的 STARE2),都观察到此次的 FRB 为同个来源,加强了此次信号的可信度。

而此次事件也不约而同地连接到另一此宇宙观测结果。在观测到此 FRB 的前几天,天文学家注意到一颗已知的磁星突然变得非常活跃,发射出 X 射线和伽马射线。经过分析,CHIME 与 STARE2 的天文学家都认为,这段 FRB 和来自磁星的 X 射线有某种吻合度。

科学家认为,无线电波的发射可能就是磁星死去的前兆,因为磁星充满能量,可以发射出不同类型的光与电波。

但 FRB 的谜团尚未被完全解析。天文学家继续观测,对于后续观测到的 X 射线和伽马射线不相符。此外,这次的 FRB 与过往观测到的 FRB 相比,能量弱了 1,000 倍。

不过这次的研究结果,给了科学家继续线索:磁星。目前约有 30 多颗已知的磁星,目前天文学家会积极观察牠们,继续寻找 FRB 的秘密。

参考:
Andersen, B., Bandura, K., Bhardwaj, M. et al. A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar. Nature 587, 54–58 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2863-y

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