多年來，天文學家一直在努力理解快速射電爆發的來源，這是來自我們星系之外的強大的分裂秒脈衝能量。在一個驚人的技術壯舉中，天文學家終於成功地找到了一個一次性美國聯邦制度理事會的星系起源，但它在太空中的意外位置表明科學家們需要回到畫板上。
藝術家對單一快速無線電爆發的概念以及它是如何被發現的。
攝影：學業研究組織/安德魯.豪厄爾斯教授
發表在《科學》雜誌上的新研究描述了第一個將其定位到特定星系的單一美國聯邦制度理事會。
「這是一個非常重要的結果，」麥吉爾大學的天文學家Shriharsh Tendulkar告訴天文在線，他沒有參與這項新研究。「首先，從技術的角度來看，這是一個非常具有挑戰性的任務，要找到一個非重複的快速射電暴，並在同一時間用同一台望遠鏡精確測量它的位置。」事實上，重複的FRB之前已經被定位到一個遙遠的星系，這是由康奈爾大學領導的團隊在2017年完成的壯舉。但美國聯邦制度理事會有兩種類型:重複器和一次性器，後者更為常見，但由於其短暫性，在此之前無法精確定位。由澳大利亞國家望遠鏡中心聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的天文學家凱斯·班尼斯特領導的一個小組，目前是第一個定位單一、非重複FRB星系起源的小組。
澳大利亞平方公里陣列射電望遠鏡。
圖片:澳大利亞聯邦科學與工業研究組織/亞歷克斯查
2007年首次探測到的快速射電暴至今仍是一個鮮為人知的天文現象。顧名思義，這些脈衝速度很快，持續時間只有幾毫秒;它們存在於無線電頻譜中;它們非常強大，很久以前就起源於遙遠的星系。天文學家只能猜它的來源，目前流行的理論包括具有強磁場的中子星(磁星)、暗物質、黑洞、超新星，甚至外星文明的活動。
定位快速重複器的過程相對簡單，因為它們發生在空間的同一點。然而，用多個天文台來三角測量非中繼器的位置要困難得多，因為天文學家無法預測下一個中繼器可能出現在哪裡。為了確定非中繼器的位置，班尼斯特的團隊開發了一種新方法，使他們能夠在探測到爆炸後不到一秒的時間內凍結並保存天文數據。
澳大利亞聯邦科學與工業研究組織在西澳大利亞的澳大利亞平方公里陣列探路者(ASKAP)射電望遠鏡是實現這一功能的一個重要工具，它由多個碟形天線組成。澳大利亞平方公里陣列探路者探測到了一顆名為FRB 180924的恆星，研究小組發現它來自36億光年之外的一個名為DES J214425.25-405400.81的星系外部區域。他們能夠利用FRB到達每個碟形天線的距離略有不同，到達的時間也略有不同這一事實來確定它的位置。
「從這些微小的時間差異在1000000000其次,我們確定的一小部分破裂的主星系甚至準確的起點,13000光年的銀河星系的中心的郊區,」亞當·戴勒解釋說,他是這項研究的合作者之一,斯文本科技大學的天文學家,在澳大利亞聯邦科學與工業研究組織新聞稿。班尼斯特是這樣描述這一成就的:「如果我們站在月球上，以這樣的精度俯視地球，我們不僅能知道爆炸來自哪個城市，還能知道爆炸的郵政編碼，甚至能知道爆炸發生在哪個街區。」
隨後，位於智利的歐洲南方天文台的甚大望遠鏡對該星系進行了進一步的研究，夏威夷的凱克望遠鏡和智利的雙子南方望遠鏡測量了該星系與地球的距離。這三架望遠鏡是世界上最大的三架光學望遠鏡。「我認為最值得注意的是，對於一個單一的、一次性的射電脈衝，他們已經設法捕獲了如此多的深入信息，」來自荷蘭射電天文研究所的天文學家艾米麗·彼得羅夫(Emily Petroff)告訴天文在線。「他們不僅能夠精確地確定爆炸來自星系，而且還能夠測量爆炸源周圍環境的磁場。」
這一成就現在正威脅著推翻假定存在FRB的環境的原有概念。如前所述，FRB 180924來自其星系的外圍。唯一一個本地化的FRB, 2017年的中繼器，來自一個緻密恆星形成區域的矮星系。自然，天文學家認為這種動態的、動盪的環境促成了FRB的出現，但在一個與我們銀河系大小差不多的大星系中發現了FRB 180924，而且在一個恆星形成實際上已經停止的區域。彼得羅夫說，這兩個星系「完全不同」，而這個新結果「給我們的問題比答案更多」。但是「至少我們知道澳大利亞平方公里陣列探路者可以從一次性脈衝中定位FRB，所以希望我們能很快從更多的局部脈衝中得到答案，」她說。
Tendulkar告訴天文在線:「天文學家設想的來自年輕磁星(強磁化的中子星)的重複FRB模型根本不適用於這種非重複的FRB。」「在一個有著古老恆星的巨大星系的外圍發現一個年輕的磁星，就像在撒哈拉沙漠中發現一條鯨魚。當然，這個領域還處於非常早期的階段，但這可能意味著重複和非重複FRB來自完全不同的起源。正如佩特羅夫和泰杜爾卡所指出的，這個結果帶來的問題比答案更多。但這是好!天文學家們現在有了更多的探索途徑，儘管有些出乎意料，但這些途徑可能最終會把我們引向真理。
作者: George Dvorsky
FY: 小糰子
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