1200萬光年外傳來強烈信號,天文學家:不該出現在那裡

薛定諤的貓 2021/08/07 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

如果要說當今宇宙中最為神秘的電磁信號,莫過於快速射電暴(FRB)。自2001年以來,通過射電望遠鏡,天文學家接收到了來自宇宙深處的強烈無線電波,它們的持續時間只有短短的幾毫秒,而且基本上都是一次性的,它們的起源至今還是未解之謎。

快速射電暴都是來自於銀河系之外的遙遠宇宙,源頭大都遠在幾億甚至幾十億光年之外。FRB 190523是目前已知最遠的快速射電暴,距離地球達到了80億光年,這個信號用了80億年的時間才到達地球。

由於快速射電暴大都是出現一次就消失,所以天文學家很難對其開展深入研究。直到2012年,天文學家第一次接收到重複出現的快速射電暴——FRB 121102,中國天眼(FAST)也曾多次接收到該信號。

現在,天文學家又接收到了一個更為特殊的快速射電暴——FRB 20200120E。根據《天體物理學雜誌快報》(The Astrophysical Journal Letters)刊載的一項新研究[1],FRB 20200120E是一個重複的無線電爆發,而且它的距離非常近,離地球大約1200萬光年。

這個快速射電暴已經被3次重複探測到,基於此,天文學家可以定位它的來源,就位於1200萬光年外的M81星系中。它是目前已知離地球最近的快速射電暴,距離是此前已知最近的四十分之一。

M81星系又名波德星系,它比銀河系小,直徑估計為9萬光年。M81不在本星系群中,它屬於M81星系團。這個星系通過雙筒望遠鏡很容易看到,下圖是筆者用口徑為150mm的天文望遠鏡拍攝的M81(左)及其附近的星系M82(右),累計曝光時間4.6小時:

此次發現的快速射電暴不但越來越近,而且源頭還出現在了十分特殊的地方——M81星系中的球狀星團。鄧拉普天文和天體物理研究所的天文學家、該研究合著者之一Bryan Gaensler博士表示,這絕不是快速射電暴該出現的地方。

球狀星團是星系中非常古老的結構,其中通常聚集著幾十萬顆恒星,直徑達數十光年。由於球狀星團的存在時間非常漫長,一般能達到100億年以上,所以裡面大部分都是年老的恒星。

天文學家推測,快速射電暴的一種起源是年輕的磁星。那麼,磁星究竟是什麼樣的天體呢?為什麼球狀星團不會有年輕的磁星呢?

當一些大質量恒星消耗完核心燃料,爆發成超新星後,它們的核心區域將會在引力作用下劇烈坍縮,把核外電子壓縮到原子核內,使之與質子結合為中子,形成幾乎由中子構成的緻密天體——中子星。一顆質量為太陽2倍的中子星,其直徑也只有40公里,而太陽的直徑可達140萬公里。

一些中子星剛剛形成後,將會伴隨著一個極強的磁場,這樣的天體就被稱為磁星。據估計,磁星的磁場強度至少可達地球表面磁場的10萬億倍。如果一個人與磁星的距離不足1000公里,那麼,磁星的極端磁場會導致人身上的水產生強烈的抗磁性,這足以摧毀人體細胞,造成致命效果。

天文學家認為,年輕的磁星十分活躍,它們可以爆發出超強的無線電波,從而造就了快速射電暴。磁星的壽命很短,一般只能保持活躍幾萬年,磁場強度就會大幅下降,最後演變成普通的中子星。

由於恒星的質量越高,「燃燒」時間越短,那些能夠坍縮成中子星的大型恒星通常只能存在幾千萬年。而球狀星團十分古老,所以裡面不會有年輕的大質量恒星,也就不會有剛形成的磁星。因此,天文學家對於在球狀星團中發現快速射電暴感到困惑不已。

此外,也有人提出了不同的看法。這些神秘的重複射電爆發也許不是自然形成的,而是由先進的外星文明發出的。如果這些信號真的是來自于外星文明,我們要不要回答他們呢?

 

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