20:53 2019年10月23日
“中国天眼”FAST(500米口径球面射电望远镜)

南京大学教授:快速射电暴会是外星生命星际航行的光帆信号吗?

© AP Photo / Xinhua/Liu Xu
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中国科学家通过世界上最大的单口径天文望远镜--"中国天眼"FAST(500米口径球面射电望远镜)观测到来自太空的神秘快速射电暴后,对此开展研究已有月余。

参与研究的中国天体物理学家称发现数十个新射电脉冲信号,尤其是神秘的重复快速射电暴源FRB121102,在8月份被中国天眼观测到多次重复爆发。南京大学天文与空间科学学院教授黄永锋在接受俄罗斯卫星通讯社采访时介绍了什么是快速射电暴,以及为什么快速射电暴难以研究。

"天文学家最开始是从大型射电望远镜2001年的历史档案数据中试图分析其它暂现射电源时,偶然发现这种极其特殊的现象的,其表现为极短时间内极强的射电辐射爆发。射电实际上就是人们通常说的无线电波,在天文学中被习惯性地称为射电辐射。快速射电暴持续的时间非常短,通常都在毫秒量级,即1/1000秒的时间尺度,却能达到若干央斯基(央斯基是天文学上衡量射电辐射强度的单位)的非常高的强度,所以把它称为快速射电暴。也就是说,快速射电暴是来自太空的、在毫秒量级时间内完成的一个非常强的射电脉冲。" 黄永锋教授介绍说。

黄永锋教授指出:"虽然有严肃的学者已经提出,快速射电暴可能是高级外星生命在太空中进行星际航行的光帆所反射的无线电波,但是恐怕真正相信这一理论的天文学家还是非常少的。"

黄永锋认为,现在还很难说快速射电暴的起源是什么,因为研究需要不少时间。尽管观测资料总体上还十分欠缺,天文学家们已经为快速射电暴提出了数十个模型,包括:小行星与中子星碰撞、双致密星并合、白矮星塌缩成中子星、中子星塌缩成黑洞、宇宙弦放电、中子星的巨脉冲、中子星的磁层活动等等。非常有趣的是,一些模型预言快速射电暴可能与引力波爆发现象相伴。黄永锋教授总结说:"我本人是这样认为的,相信很多天文学家可能也这样看:快速射电暴从发现到现在,还只有十几年的时间,这在天文学领域中是一个很短的时间,显然不足以让天文学家对一种全新现象给出透彻的理解。另外,这种现象由于观测非常困难,特别是到目前为止基本上只有无线电波段有爆发辐射的观测资料,其它的波段基本上都没有观测数据,要去确定它们的起源,我相信恐怕不是一个短期内可以完成的事情。在未来10年甚至20年的时间里面恐怕都很难彻底解决这一谜团。在天文学中,十几年的时间,对某一个新领域而言,往往只是意味着起步阶段,后面可能还有很长的路要走。"

2012年11月2日,科学家首次探测到FRB121102的射电爆发脉冲,随后发现该源能重复爆发。在很长一段时间里,该源成为人们观测到的约80个快速射电暴源中唯一的重复爆发源。2018年以来,随着位于加拿大的CHIME射电望远镜投入相关观测,又有数个重复快速射电暴源被发现,但FRB121102仍是重复频次最高的最活跃的重复暴源。2019年,中国天眼Fast望远镜在几天内捕捉到FRB121102的数十次重复信号,仅9月3日就收到信号20多次。不过,这些脉冲信号是随机出现,且持续时间极短,由于情况特殊,难以在其它波段同时跟踪观察它们的爆发过程。

黄永锋教授称:"到目前为止,人们观测到的从天空不同方向发生的快速射电暴源至少已有上百个,它们绝大部分在发生一次快速射电暴后,原先的地方就没有再发现重复爆发。所以对于我们而言,若想查明某一太空方向到底是怎么产生快速射电暴的,是很困难的事情,因为它不再发生,后续便很难找到它进行多波段观测。所以只知道有一个天体源产生了这样一种爆发辐射,但是具体怎么发生是不清楚的。简单推算一下,天文学家们相信快速射电暴其实是非常频繁发生的现象,预计整个太空中每天都有上万次快速射电暴在上演,只是由于我们的射电望远镜视场太小,它们绝大多数都未被记录下来。另外重复快速射电暴虽然目前只确认有约十个,但也不能完全排除其它快速射电暴本质上也是可重复的,因为我们无法不间断地对它们进行射电监测。无论如何,重复的快速射电暴也进一步地确认,快速射电暴这种现象的确不是我们地面的无线电干扰,而就是来自于太空,是真实地存在着的。"

除了在快速射电暴观测研究方面取得了重大进展外,2017年10月以来,位于贵州南部的世界最大单口径望远镜Fast已经观测到了96颗射电脉冲星,其中有不少是天文学家首次发现的新脉冲星。

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科技, 天文学, 中国
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