美國麻省理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家日前探測到一個來自遙遠(yuǎn)星系的奇怪而持久的無線電信號，該信號似乎在有規(guī)律地閃爍。相關(guān)成果7月13日發(fā)表于《自然》。

該信號被歸類為快速射電暴(FRB)—— 一種來源于未知天體的強(qiáng)烈無線電波爆發(fā)，通常最多持續(xù)幾毫秒。然而，新信號持續(xù)時間長達(dá)3秒，約為FRB平均持續(xù)時間的1000倍。在這個窗口內(nèi)，研究人員探測到了每隔0.2秒重復(fù)一次的無線電波，后者以一種類似于心跳的清晰的周期性模式重復(fù)著。

研究人員將該信號標(biāo)記為FRB 20191221A，這是迄今檢測到的持續(xù)時間最長的FRB，具有最清晰的周期模式。

信號源位于一個距離地球幾十億光年的遙遠(yuǎn)星系，它究竟是什么仍然是一個謎。天文學(xué)家懷疑，信號可能來自射電脈沖星或磁星。這兩者都屬于中子星，后者密度極高，具有快速旋轉(zhuǎn)的坍縮巨型恒星核。

“宇宙中沒有多少東西會發(fā)出精確的周期性信號。”麻省理工學(xué)院卡弗里天體物理與空間研究所博士后Daniele Michilli說，“在銀河系中，我們知道的例子是射電脈沖星和磁星，它們旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生類似燈塔發(fā)出的光束。我們認(rèn)為這個新信號源可能是‘增強(qiáng)版’的磁星或脈沖星。”

自2007年第一個FRB被發(fā)現(xiàn)以來，整個宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個類似的射電閃光。最近一次是由加拿大氫強(qiáng)度測繪實驗(CHIME)檢測到的，CHIME是一個干涉式射電望遠(yuǎn)鏡，由4個大型拋物面反射器組成。

CHIME在地球自轉(zhuǎn)時持續(xù)觀測天空，其設(shè)計目的是接收宇宙最早期階段氫原子發(fā)射的無線電波。其對FRB也很敏感，自2018年開始觀測以來，CHIME已經(jīng)探測到數(shù)百個來自天空不同區(qū)域的FRB。

迄今為止觀測到的絕大多數(shù)FRB都是一次性的。2019年12月21日，CHIME捕捉到一個潛在的FRB信號，這立即引起了正在掃描數(shù)據(jù)的Michilli的注意。

“它很不尋常。”Michilli回憶道，“它不僅非常長——持續(xù)了大約3秒，而且有非常精確的周期性峰值，每一秒都像心跳一樣，這是信號本身第一次具有周期性。”

在分析FRB 20191221A射電暴的模式時，Michilli和同事發(fā)現(xiàn)其與銀河系中射電脈沖星和磁星發(fā)射具有相似之處。射電脈沖星是發(fā)射無線電波光束的中子星，在恒星旋轉(zhuǎn)時似乎會發(fā)出脈沖，而磁星由于其極端的磁場也會產(chǎn)生類似的發(fā)射。

新信號與銀河系脈沖星和磁星發(fā)射的無線電信號的主要區(qū)別在于，F(xiàn)RB 20191221A要亮100多萬倍。Michilli說，明亮的閃光可能來自遙遠(yuǎn)的射電脈沖星或磁星，旋轉(zhuǎn)時后者的亮度較低，而由于某種未知的原因，在一個罕見的被CHIME捕捉到的3秒窗口內(nèi)，它有了一連串明亮的爆發(fā)。

“CHIME現(xiàn)在已經(jīng)探測到許多具有不同性質(zhì)的FRB。”Michilli說，“從這個新信號的性質(zhì)來看，在這個信號源的周圍，存在一團(tuán)有湍流的等離子體云。”

天文學(xué)家希望從周期性FRB 20191221A中捕捉到更多的爆發(fā)，這有助于完善他們對其來源和一般中子星的理解。

“這次探測提出了一個問題——是什么導(dǎo)致了這種我們從未見過的極端信號，以及我們?nèi)绾卫眠@種信號研究宇宙。”Michilli表示，“未來的望遠(yuǎn)鏡有望每月發(fā)現(xiàn)數(shù)千個FRB，屆時可能會發(fā)現(xiàn)更多這樣的周期性信號。”(文樂樂)