遙遠(yuǎn)的矮星系中一個(gè)神秘的宇宙天體正在產(chǎn)生快速射電暴 (FRB)，新的研究揭示了其源頭周圍罕見(jiàn)的天文環(huán)境，那里的磁場(chǎng)扭曲和起伏。這是首次觀察到 FRB 的磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，表明某些 FRB 可能起源于雙星系統(tǒng)。
在 40 億光年外的矮星系中心，有一個(gè)神秘的宇宙天體，它會(huì)產(chǎn)生僅持續(xù)幾毫秒的能量爆發(fā)。關(guān)于這種快速射電暴 (FRB) 的新研究揭示了其源頭周圍罕見(jiàn)的天文環(huán)境，其中磁場(chǎng)隨時(shí)間扭曲、轉(zhuǎn)動(dòng)和起伏。這是首次檢測(cè)到從 FRB 觀察到的磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，也是首次在另一個(gè)星系中觀察到這種行為。
天文學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋找快速射電暴的神秘起源。這些神秘的瞬態(tài)射電脈沖于 2007 年由西弗吉尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是宇宙之謎，因?yàn)?FRB 的成因和起源仍然未知。
由西弗吉尼亞大學(xué)研究生研究助理 Reshma Anna-Thomas 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)在運(yùn)動(dòng)期間發(fā)現(xiàn)了任何 FRB 中磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)的第一個(gè)證據(jù)。這一發(fā)現(xiàn)也強(qiáng)化了至少一部分快速射電暴起源于雙星系統(tǒng)的觀點(diǎn)，雙星系統(tǒng)是一個(gè)由兩顆相互繞行的恒星組成的系統(tǒng)。
Anna-Thomas 分享道，“我們希望發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)測(cè)量的高值，表明極端磁化等離子體環(huán)境，但令人驚訝的是，我們還發(fā)現(xiàn)它是高度可變的，并且集成磁場(chǎng)會(huì)翻轉(zhuǎn)方向。”
Anna-Thomas 和團(tuán)隊(duì)使用美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的綠岸望遠(yuǎn)鏡 (GBT) 對(duì) FRB 20190520B 進(jìn)行了為期 17 個(gè)月的觀測(cè)——這在天文時(shí)間尺度上非常短暫。FRB 的獨(dú)特特征激發(fā)了對(duì)數(shù)據(jù)的更深入研究，例如高局部色散測(cè)量(這是密集局部環(huán)境的標(biāo)志)，以及與 FRB 位于同一位置的持久無(wú)線電源。來(lái)自澳大利亞帕克斯望遠(yuǎn)鏡(也稱為 Murriyang)的數(shù)據(jù)幫助完成了這張照片并加強(qiáng)了他們的結(jié)論。
盡管有一顆脈沖星，但在宇宙中以前從未觀察到具有如此極端湍流和反轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)在我們的銀河系中接近。這顆脈沖星位于一個(gè)雙星系統(tǒng)中，有一顆大質(zhì)量恒星。研究人員將他們的 FRB 觀察到的磁性解釋為可能是由大質(zhì)量恒星的湍流日冕引起的，這提供了一個(gè)令人驚嘆的鏡頭，我們可以通過(guò)它觀察 FRB 雙星。西弗吉尼亞大學(xué)教授兼天文學(xué)家 Sarah Burke Spolaor 解釋說(shuō)：“來(lái)自大質(zhì)量恒星大氣層的劇烈起伏和流動(dòng)的等離子體風(fēng)沿著我們對(duì) FRB 源的視線提供了一個(gè)不斷變化的磁場(chǎng)。當(dāng)光波在特定方向波動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生偏振，而磁場(chǎng)可以重新調(diào)整該方向。這就是我們能夠觀察到光的變化方向的方式。”
支持這項(xiàng)研究的 GBO 科學(xué)家 Ryan Lynch 補(bǔ)充說(shuō)：“GBT 的高靈敏度、觀察高頻和記錄全極化數(shù)據(jù)的能力對(duì)這項(xiàng)研究至關(guān)重要。它是研究快速射電暴的最佳望遠(yuǎn)鏡之一。”
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