“中国天眼”发现罕见快速射电暴“三连闪”

雅安日报 2020-06-09 09:20 大字

从设计、建设、落成、调试,再到今年初通过验收正式开放运行,“中国天眼”500米口径球面射电望远镜(FAST)宛如贵州喀斯特洼坑中的一颗明珠,一举一动都牵动着天文学家乃至全国人民的心。近期,“中国天眼”再立新功,发现来自宇宙深处的快速射电暴(FRB)新源。

中国科学院国家天文台研究员朱炜玮、李菂等与合作者利用自主研发的搜寻技术,结合深度学习人工智能技术(AI),对FAST海量的巡天数据进行快速搜索,发现了这一新源。近日,该研究成果在线发表于《天体物理学快报》上。

“这是FAST通过盲搜发现的第一个快速射电暴新源,被命名为FRB181123。这一新源显示出两个特点,一是脉冲轮廓表现为较罕见的三峰结构,这种结构通常在重复射电暴中出现;二是色散量高,在已知快速射电暴里位列前茅,由此可判断其来自宇宙极深处。”朱炜玮说。

快速射电暴是一种持续仅数毫秒的神秘射电暴发现象。以往观测到的快速射电暴大部分是一次性的,通常只有单峰结构,即望远镜在某个时间点接收到的光子数量突然剧烈上升,就像天空突然闪亮,又迅速暗淡下来。其中只有极少数是重复暴发的快速射电暴,这时往往会出现多峰结构,即连续闪烁两三次,甚至更多。

此次发现的新源就连续闪烁了3次,每次闪烁的间隔约为5毫秒,第一次暴发的能量最高,后两次暴发能量大致相当,但比第一次“暗”很多。“这与人们观测到的首个重复射电暴FRB121102的脉冲结构十分相似。”

脉冲信号与星际及星系际电子相互作用,不同频率的电磁波传播速度不同导致色散,跟光线通过云层产生彩虹有同样的物理基础。频率高的光子速度快,会先到达地球,通过测量不同频率的光子到达地球的时间,就可计算出快速射电暴的色散程度。色散量越高,也就意味着光子的旅程越漫长,离地球也就越远。此次发现的新源色散量约为FRB121102的三倍,意味着该新源来自更远的宇宙深处。

据估算,该脉冲信号可能在宇宙中跋涉了约百亿年,最终在2018年11月23日被FAST‘捕获’。未来FAST将通过“多科学目标漂移扫描巡天”和“快速射电暴的搜寻和多波段观测”等优先项目,寻找和观测更多快速射电暴,进一步对其起源和发生机制的研究作出贡献。

雅安日报记者吴丹整理

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