外星人的信号？官方实锤！快速射电暴的真身竟然是它_风闻

　　作者：Monica Young

　　翻译：徐鹏晖

　　校对：张雨荷

　　审阅：牧夫天文校对组

　　编排：王招君

　　后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤

　　原文链接：

　　https://skyandtelescope.org/astronomy-news/magnetars-radio-bursts/

“至少我们可以说，磁陀星是可以产生某些快速射电暴(FRBs)的。”天文学家们在对一颗银河系内的磁陀星所发出的射电波闪烁进行深入分析后得出了这个结论。

　　今年早些时候，我们曾经报道过银河系内另一颗磁陀星（一颗高度磁化的中子星）释放的快速射电暴（☛ 史上最年轻的磁陀星宝宝！仅240岁）。那次爆发除了射电暴以外，还伴有X射线流产生。爆发的来源看上去非常类似河外快速射电暴，它们会产生持续时间极短但能量极高的射电流，对它们的定位显示它们中有一些来自距我们几十亿光年远的地方。

　　图注：艺术家关于磁感应线从一颗高度磁化的中子星（磁陀星）中延伸出来的想象图

　　图源：ESA

　　天文学家目前确定了118个快速射电暴，还有另外几百个还在等待确认，但目前为止没有已知来源能和这些现象关联起来。天文学家们难以定位快速射电暴的原因之一就是它们持续的时间实在太短了，短到只有几个毫秒，这使得天文学家们基本只能找那些少数重复出现的快速射电暴去定位。为此，天文学家们构建了全新的仪器来寻找和定位快速射电暴。

　　前些日子，就在本月4号，国际研究团队在Nature上官宣：我们所探测到的一颗银河系内磁陀星产生的射电波闪烁可以被明确归类为快速射电暴，目前它被标记为FRB 200428。这样一来，我们离快速射电暴这种神秘现象背后所隐藏的真相，又近了几步。

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　　家门口的快速射电暴

　　加拿大氢密度成像实验装置(CHIME)由四个巨大的半管状天线组成，位于加拿大不列颠哥伦比亚省。虽然它设计时不是用来探测快速射电暴的，但实际证明它能胜任这份工作。今年4月28号，CHIME观测到了两个非常强的射电暴，每个的持续时间不到1毫秒，两者间隔约30毫秒。整个事件在短短不到1秒的时间里就结束了。

　　图注：CHIME望远镜

　　图源：Andre Renard / CHIME

　　这台射电望远镜其实是在它的外视野发现这一事件的（用工程术语讲，射电源出现在CHIME的背瓣）。尽管如此，研究小组还是计算出了射电源的精确位置。结果显示，它来自于一颗编号为SCR 1935+2154的磁陀星，距离我们约3万光年。

　　这项发现推动了瞬时天文射电流调查2（STARE2）项目的研究，他们建造设备以寻找在银河系内部产生的快速射电暴。基于第一年的观测（实际上什么也没发现），研究小组认为发现银河系内快速射电暴事件的概率只有不到10%，加州理工大学的研究生Christopher Bochenek解释道。

　　“所以当我看到这个数据的第一眼时，我愣住了，”他说。“我太激动了，愣在原地动不了。”

　　虽然CHIME能提供这个射电源的位置，但STARE2能更好地估算出在如此短的时间尺度里磁陀星释放出的能量。“通过STARE2，我们可以确定这次爆发的能量和河外快速射电暴是有可比性的，” Bochenek解释。但是有可比性不意味着完全相同，这次爆发的能量仅为最微弱的河外快速射电暴的1/30，比典型的河外快速射电暴的弱1000倍。

　　图注：位于加州NASA/JPL实验室的戈德斯通深空通信中心的三个STARE2接收器的其中一个。STARE2的尺寸看上去像个大水桶，但后面背景里的大天线显然口径要大得多。

　　图源：NASA/JPL-加州理工

　　“最让人震惊的无非就是在看似几乎不可能有快速射电暴产生的银河系内发现了这种事情，” Bochenek说。这次探测揭开了快速射电暴巨大的冰山一角，意味着可能有大量的低能量段的类似事件还没有被我们发现。

　　CHIME宣布了他们的发现之后，一大批的相关观测结果也被提交到了《天文学家电讯》。其中很多来自于正在追踪磁陀星的天文台，比如我国的FAST，NASA的格雷尔斯雨燕天文台（这是一台专门用于监视X射线和γ射线的太空望远镜）。

　　格雷尔斯雨燕天文台在X波段看到了有关联的结果，而FAST则表示没有，因为快速射电暴发生的时候那颗磁陀星不在FAST的观测范围内。但此后几天时间里FAST仍然对这颗磁陀星进行了跟踪，发现它还在持续喷射出γ射线。

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　　每一个都是磁陀星吗？

　　磁陀星周围的磁场是非常强的，可达10¹³高斯，这比最强的人造磁场还强1000万倍。然而磁陀星却仍可以在这种强场下生存，这种强大的力量被认为可以驱动某些高能活动。事实上，天文学家们相信磁陀星确实可以成为宇宙中某些高能事件的来源，比如2007年发现的快速射电暴。

　　尽管如此，内华达大学的Bing Zhang说：“在这次事件之前，磁陀星并没有被完全当作一个可能的主要发射源来看待。”甚至在今年早些时候，对于另一颗磁陀星的观测结果还把磁陀星能产生快速射电暴的要求提高了一些，这使得天文学家们对磁陀星产生快速射电暴的能力越发地怀疑了。

　　现在，这项发现把快速射电暴的候选者名单又缩小了一些，而磁陀星也被证明至少在某种程度上可以被确切地解释为快速射电暴的来源。而随着探测目标为银河系内快速射电暴的STARE2项目不断推进，Bochenek和他的同事们将有望在超过一年的观测数据的基础上继续估算磁陀星爆发的比率，看在多大程度上能解释所有的快速射电暴。

　　图注：对SGR 1935的观测显示射电暴发生在磁陀星磁层内的一个区域里。具体是什么过程导致了爆发还不清楚，但有一种可能是磁陀星外壳的活动，如图所示。

　　图源：NASA戈达德航天中心/ S. Wiessinger

　　但是这并不意味着对于快速射电暴的其他解释就此被扫进了垃圾桶，Bing Zhang补充道，银河系内的磁陀星并不会像其他快速射电暴那样重复爆发。那些高频重复的来源如果也是磁陀星的话，可能意味着另一种新生的、快速旋转的磁陀星。

　　目前有一种解释（关于快速射电暴都是由灾难性事件产生的设想）几乎可以排除了：中子星合并事件或中子星-黑洞合并事件。“目前还没有这种情形可以产生快速射电暴的证据，”CHIME研究小组的Daniele Michelli 说。“如果能产生的话，那必然也是非常少见的。只有很小的一部分快速射电暴可能由这种灾难性事件产生。”

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图片来源：NASA