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15000光年外有個神秘無線電信號

2023-08-01 09:14:48

宇宙中有許多“閃光點”:有的借助其他光源發出光亮,有的在大爆炸中一閃而過,有些則發出脈沖形式的閃光——就像燈塔上旋轉的燈光。宇宙中的某些能量源將一束又一束的光子打在人們的視線中,隨著它自己的“時間表”變亮和變暗。

據《自然》雜志報道,澳大利亞科廷大學國際射電天文學研究中心(ICRAR)最近發現一種令人費解的特殊閃光源,它大約每22分鐘閃爍一次,并且自1988年以來一直如此。

無法解釋成因的信號


(資料圖)

去年1月26日,ICRAR天文學家娜塔莎·赫爾利-沃克及其同事在《自然》雜志發表論文稱,他們在距地約4000光年處發現了一個奇異的無線電信號,標記為(GLEAM-X)J162759.5-523504.3。當它處于活躍狀態時,這個信號源會發出持續時間長達1分鐘的高能射電暴,約每隔18分鐘一次,科學家無法解釋其成因。

于是,研究團隊開始尋找類似天體,看看這是唯一的還是只是冰山一角。此次,赫爾利-沃克“中了大獎”,其團隊不僅找到了類似天體,而且還在它發光時對其進行了觀察。

2022年7月至9月,該團隊利用默奇森寬場陣列(MWA)射電望遠鏡,在盾牌座中發現了一個距地15000光年的天體:GPM?J1839-10。

與前者相比,GPM?J1839-10的周期稍長,每21—22分鐘產生一次長達5分鐘的強大射電暴。

赫爾利-沃克表示,這個非凡的天體挑戰了人們對中子星和磁陀星的理解,它們屬于宇宙中最奇特和最極端的天體。

什么是中子星

在恒星生命結束時,它可能會塌縮成中子星,這是一種將數十億噸物質壓縮到狹小空間中的超致密物體。

中國科學院國家天文臺研究員陳學雷在接受科技日報記者采訪時說:“打個比方,如果一顆脈沖星與北京城區差不多大小,但是它的質量卻可能是太陽質量的兩倍左右,又好比是指甲蓋大小的一塊面積上承載了好幾億噸物質。這是一種非常奇特的狀態。”

科學家預計,隨著中子星老化,它會減慢速度直到其噴流停止,也就是到達所謂的“死亡線”。這是一個理論閾值,表明速度太慢的恒星即將死亡。當脈沖減慢到間隔超過幾分鐘時,通常認為超過了該閾值。

GPM?J1839-10旋轉緩慢,其脈沖大致每22分鐘出現一次,而且每次的持續時間長達5分鐘,這超出了所有人的預期。換句話說,它在“死亡線”以下,但它還“活”著。

這顆理論上“行將就木”的中子星脈沖的首次記錄可追溯到1988年,這意味著該天體完全是一種新型的恒星系統。

是脈沖星或磁陀星嗎

脈沖星和磁陀星均是中子星的一種。有人認為,這是一顆脈沖星。

據美國《大眾機械》雜志介紹,脈沖星是快速旋轉的中子星,具有強磁場,可在磁極產生射電噴流。只有當它們的極點指向地球時,人們才會接收到脈沖信號,就像燈塔向近海船只發出的閃爍光。

除了脈沖之外,識別脈沖星的關鍵是時間。脈沖星的旋轉速度快得令人難以置信,有些脈沖星每毫秒就用無線電波束沖擊地球一次,最長的脈沖大約每分鐘一次。快速瞬變也為恒星的射電噴流提供動力。如果它們減速,噴流就會完全消失。因此,人們發現脈沖間隔為22分鐘的脈沖星的機會非常小。

有天文學家認為它可能是一顆磁陀星。據澳大利亞《對話》雜志報道,隨著“年齡”的增長,脈沖星的速度會變慢,脈沖也會變得更微弱,直到最終完全停止產生無線電波,異常緩慢的脈沖星一般解釋為磁陀星。

陳學雷表示,磁陀星是一種特殊類型的脈沖星,只不過它的磁場比別的脈沖星更強,會產生規則的射電脈沖。

《大眾機械》稱,如果該物體是磁陀星,有些現象也是無法解釋的。磁陀星通常會在射電爆發的同時產生X射線,最后一顆具有這樣脈沖間隔的中子星在大約3年后停止了發射。而GPM?J1839-10似乎不產生X射線,而且它已經發射了30多年。

會是外星生命的信號嗎

陳學雷告訴記者:“外星人是否會主動地向宇宙發射無線電波,這還是不確定的。我們更可能認為觀察到的是一種自然現象。”

英國愛科學新聞網報道稱,拿外星人當作GPM?J1839-10的說辭是沒有意義的。該信號的頻譜太廣、太強大,不可能是技術文明的產物。赫爾利-沃克也表示,當確定可在很寬的頻率范圍內檢測到該信號后,他們很快排除了來自外星人的想法。

在論文中,研究人員暫時提出了這是一顆高度磁化的白矮星的可能性,它比磁星大得多,旋轉速度也更慢。然而,研究小組補充說,這個天體的無線電發射至少比迄今檢測到的最亮白矮星亮1000倍。

赫爾利-沃克表示,無論這背后的機制是什么,這都是一個非凡的發現,對理解中子星的物理機制和極端環境中的磁場行為具有重要意義。研究人員還提出了有關磁星形成和演化的新問題,并可能揭示快速射電暴等神秘現象的起源。

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