恒星不死——射電暴

這個藝術圖顯示了物體在增強現實技術天蝎座——雙星中，一顆快速旋轉的白矮星（右）為電子提供了光速的能量。這些高能粒子釋放出輻射爆炸，猛烈地鞭笞伴星紅矮星（左），并導致整個系統每1.97分鐘產生一次劇烈的脈沖，輻射范圍從紫外線到無線電。（圖片來源：M. 加里克/華威大學/歐洲南方天文臺）

本文最初發表于對話網站。該出版物為太空網的專家之聲欄目：觀點與見解提供了這篇文章。

撰稿人娜塔莎·赫爾利·沃克是澳大利亞與國際射電天文學研究中心合作點-科廷大學的高級講師和杰出的航空研究委員會研究員。自2022年被發現以來，來自太空緩慢重復的強烈無線電波一直困擾著眾多天文學家。在新的研究中，追蹤到其中一個脈沖信號的來源：一種常見的被稱為紅矮星的輕型恒星，可能與一顆白矮星在雙星軌道上，白矮星是很久以前爆炸的另一顆恒星的核心。

一個緩慢脈沖之謎

在2022年，我們的團隊的一個驚人的發現：每18分鐘重復一次的周期性無線電脈沖，從太空發出。這些脈沖比周圍的一切都亮，明亮地閃爍了三個月，然后消失了。

天文學家破解了一個神秘的深空無線電信號，該信號每兩小時重復一次。

神秘的快速無線電暴可以追溯到古代恒星的巨大“宇宙墓地”

快速射電暴從何而來？這些無線電信號來自被稱為射電脈沖星的中子星，它快速旋轉（通常每秒一次或更快），像燈塔一樣不斷發射出無線電波。目前，每18分鐘旋轉一次的脈沖星不可能產生無線電波。因此，2022年的發現會指向新的、令人興奮的物理學——或者幫助解釋脈沖星是如何發射輻射的，盡管經過了50年的研究，人們對脈沖星的輻射的理解很有限。人們又發現了更緩慢的射電源。現在，已知的“長周期無線電瞬變”大約有十種。

然而，僅通過不斷尋找更多源頭，也不足以解開這個謎團。

探索銀河系的邊緣

目前，來源中的每一個都在銀河系的深處被發現。

很難弄清楚是什么樣的恒星或物體產生無線電波，在一個小區域內有數千顆恒星，他們中的任何一個人都可能對信號負責，或者都沒有。

我們在一項活動中使用了西澳大利亞州的默奇森廣域陣列射電望遠鏡掃描天空，該望遠鏡每分鐘可以觀測到1000平方度的天空。科廷大學的一名本科生塞納德·霍瓦特（Csanád Horváth）負責處理了覆蓋半個天空的數據，并開始在銀河系分布稀少的地區尋找這些難以捉摸的信號。

默奇森廣域陣列是西澳大利亞州的一臺射電望遠鏡，優勢是以低無線電頻率觀測天空。（圖片來源：國際射電天文學研究中心 /科廷大學）

我們找到的新的來源，被稱為GLEAM-X J0704-37，產生的微小的無線電波脈沖，就像其他長周期無線電瞬變一樣。然而，這些脈沖每2.9小時只重復一次，使其成為迄今為止發現的最慢的長周期無線電瞬態。

無線電波是從哪里來的？

我們用南非的“蒙貓”望遠鏡進行了后續觀測，這是南半球最靈敏的射電望遠鏡，精確了無線電波的位置：它們來自一顆紅矮星，分布非常普遍，占銀河系恒星的70%，非常微弱，肉眼不可見。

無線電波的來源，由低分辨率的MWA（洋紅色圓圈）和高分辨率的MeerKAT（青色圓圈）所見。白色的圓圈代表我們銀河系中的恒星。（圖片來源：赫爾利·沃克等人. 2024 /天體物理雜志通訊）

一個巴掌拍不響

紅矮星和白矮星是如何產生無線電信號的呢？這顆紅矮星可能會產生帶電粒子的恒星風，就像我們的太陽一樣。當風撞擊白矮星的磁場時，它會出現加速，產生無線電波。類似于太陽的恒星風如何與地球磁場相互作用，產生美麗的極光，以及低頻無線電波。什么是快速射電暴？

-天文學家更接近于解決快速射電暴的謎團

-神秘的快速射電暴可能是由小行星撞擊死恒星引起的

我們知道的系統，比如天蝎座AR，其中紅矮星亮度的變化意味著伴星白矮星每兩分鐘就會用一束強大的無線電波擊中它。這些系統沒有像長周期射電瞬變那樣顯得明亮或緩慢，找到更多的例子，我們將找到一個統一的物理模型來解釋所有。另一方面，可能有系統產生長周期的無線電脈沖。不管怎樣，我們已經學會了并繼續掃描天空，以解開這個宇宙之謎。最初發表于《對話》。

BY:Natasha Hurley-Walker

FY: Jane

如有相關內容侵權，請在作品發布后聯系作者刪除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處