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天体物理学家Kaspi:快速射电暴可能不止来自某一种类型的天体
发表日期:2020-11-09 04:38| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:天体物理学家Kaspi:快速射电暴可能不止来自某一种类型的天体

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天体物理学家Kaspi:快速射电暴的起源是什么?

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天体物理学家Kaspi:快速射电暴可能不止来自某一种类型的天体

天体物理学家、麦吉尔大学教授Victoria Kaspi

腾讯科技讯 11月7日,2020年腾讯科学WE大会在线上举行。天体物理学家、麦吉尔大学教授Victoria Kaspi分享了她对于快射射电暴的研究。

最近,贵州的“天眼”望远镜观测到了来自太空的神秘无线电信号,并在《自然》杂志上发表了重要文章,这种神秘的无线电信号就是所谓的“快射射电暴”(FRB)。

首先,Victoria Kaspi向大家解释了什么是快速射电暴。她表示,接收快速射电暴的装置和收音机类似,都是接收无线电信号的。我们接收到的快速射电暴基本上都是来自银河系之外,这些信号转瞬即逝,持续时间仅毫秒量级。

Victoria Kaspi称,目前有报道的捕捉到快速射电暴的次数只有100次左右,但如果我们仰望天空,理论上每天可以探测到一千次快速射电暴。这意味着它在宇宙中并不罕见,随时随地都在发生。但快速射电暴来自哪里?是如何产生的?我们还没有标准答案。

接收快速射电暴的装置什么样子呢?Victoria Kaspi描述道,抛物面型的天线就像一个盘子,表面可以收集来自外太空的无线电波,并将它们集中到树立在表面上的天线中。然后无线电波在天线中产生电流,电流通过电线传输到中控室的电脑中,电脑会将无线电信号放大并转为数字信号,记录在电脑磁盘上。

随后,Victoria Kaspi向大家展示了记录快速射电暴的图表,并向大家解释了为什么判定快速射电暴是来自遥远的银河系外。她表示,就像不同颜色的光以不同的速度通过棱镜一样,不同频率的无线电波通过星际介质时的速度也不同,也会出现所谓的“色散”效应,根据这种效应就能反推快速射电暴的距离。

快速射电暴是一个比较年轻的研究领域,第一篇论文发表于2007年。快速射电暴是如何起源的呢?目前还没有标准答案!Victoria Kaspi列举了几种可能性:超新星爆炸、中子星并合、黑洞吞噬中子星以及中子星磁层活动等等。

2006年,天文学家观测到了重复爆发的快速射电暴。Victoria Kaspi说这是一个非常重要的事件。可重复的快速射电暴的发现,表明了发生快速射电暴的源头没有在事件中摧毁,这排除了像超新星爆发和中子星并合这种灾难性的爆发事件。但所有的快速射电暴都会重复吗?目前还不知道。

由于快速射电暴在天空随机出现,科学家就需要一种能够随时观察任意位置的望远镜,这听起来是个很大的挑战,但Victoria Kaspi正在加拿大使用新型的CHIME望远镜就是一种能够满足这种要求的装置。CHIME翻译过来是“加拿大氢气强度映射实验”,顾名思义,这是一台位于加拿大的装置。

CHIME是一种革命性的新型望远镜,它和你们见过的任何射电望远镜都不一样,它没有传统的聚焦于一点的抛物面反射镜,而是由四个圆柱形反射镜组成。每个反射镜长100米,宽20米。CHIME望远镜的总面积相当于五个曲棍球场,所有部件都是不可移动的,反射镜都是沿正南正北方向放置的。

Victoria Kaspi表示,如果天空中有什么出现在它上方,我们就可以看到。因此我们可以全天候地观测整个北半球的天空,进而探测出快速射电暴。因此CHIME望远镜能在一年左右的时间里探测到数百个快速射电暴。

Victoria Kaspi表示,CHIME每秒可产生13T的数据!数据处理也是一件非常困难的事情,但他们客服了种种困难,这个系统自2018年以来运行得非常好。

CHIME装置在北半球独步天下,而南半球就是位于澳大利亚的Parkes射电望远镜的天下了,但在观测效率上,Parkes射电望远镜还是略逊一筹。

自从运行以来,CHIME已观测到17个新的重复暴,这表明2016年探测到的第一个重复爆发源并不是个例。

通过对比重复暴和非重复暴的特点,Victoria Kaspi认为,重复爆发源和非重复爆发源可能是两种类型完全不同的天体。她表示,快速射电暴可能不止来自某一种类型的天体,而是两种甚至更多种类型的天体。

最后,Victoria Kaspi说:“目前我们正在制作第一个CHIME望远镜快速射电暴目录,记录500多个爆发源。我们还将进行多项研究,比如天空分布、属性分布和散射程度分布,从而破解爆发源在宇宙中是如何分布的,我们对此感到非常兴奋。”

以下为Victoria Kaspi教授演讲全文:

大家好,我是加拿大麦吉尔大学的Victoria Kaspi。

今天我想和大家聊一聊快速射电暴,一种我们不久前发现的天体物理现象,它是一种我们尚未破解的神秘现象。如果你问我研究的是什么,我会说不知道。因为我们真的不知道快速射电暴来自哪里,那么我们所说的快速射电暴是什么?

首先我来解释一下无线电(射电)。说到无线电,很多人想到的就是带天线的收音机。它能够收集地球上的电台发出的无线电波,这些无线电波在天线中产生电流,然后电流通过收音机内部的电线先后传输到放大器和话筒,这样我们就可以听到电台的内容了。收音机有一个小的旋钮,我们可以通过旋钮来选择电台,选择我们想要的无线电频率。你一定不会想同时收听所有电台,那样的话所有电台都在播放,就会乱套了。因此收音机每次只能选择收听一个电台,就像天线收集无线电波一样,我们就是这样探测到快速射电暴的。

除了来自地球以外的无线电波,快速射电暴来自银河系之外,并很可能来自外太空。那什么是快速射电暴?他们是天空中一闪而过的射电波,可能在任何时间出现在天空中的任何位置,持续时间只有千分之几秒,也就是几毫秒。稍后我会解释为什么它来自银河系之外,来自宇宙中最遥远的地方。

目前有报道的捕捉到快速射电暴的次数只有100次左右,但如果我们仰望天空,理论上每天可以探测到一千次快速射电暴。这意味着它在宇宙中并不罕见,随时随地都在发生,但直到最近我们才发现它,并且对它的源头一无所知。

那么我们如何捕捉到快速射电暴?抛物面型的天线就像一个盘子,表面可以收集来自外太空的无线电波,并将它们集中到树立在表面上的天线中。然后无线电波在天线中产生电流,电流通过电线传输到中控室的电脑中,电脑会将无线电信号放大并转为数字信号,记录在电脑磁盘上。

当然肉眼是看不到无线电波的,但天线可以看到它们,我们用这样的望远镜记录下它们,那么我们如何捕捉到快速射电暴?

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