欢迎来到乐学堂,一起探索新知识

← 未解之谜研究所

太空与信号

谁发出了眨眼般短的无线电信号?

你盯着一张无线电记录图。刚才还是平平的背景,忽然冒出一个又短又强的信号。它叫快速射电暴,常常只持续几毫秒,比眨一下眼短得多。它从哪儿来?

画家笔下的一颗磁星,星体周围有弯曲的磁场线并向外射出辐射
磁星活动的想象图。磁星是一种磁场特别强的中子星,中子星是有些大恒星结束一生后留下的致密星体。 欧洲航天局(ESA) · 图像出处

带着问题出发

这份案卷,哪里还没解开?

遥远星系中的快速射电暴是不是都和磁星有关?磁星附近究竟发生了什么,才产生这样的信号?

  1. 遥远星系的快速射电暴都由磁星产生吗?

    还缺的线索 银河系的一次联合观测支持磁星能产生这类信号。其他来源还要逐个定位,再比较周围环境。

    查看研究依据 ↓
  2. 磁星怎样把能量变成短促的无线电亮闪?

    还缺的线索 看见磁星附近的爆发,还没有看到完整的能量转换过程。需要更精细地比较无线电、X 射线等信号出现的时刻。

    查看研究依据 ↓

沿着下面的图片和记录,看看我们已经走到了哪一步。

第一步

看看这些线索

想一想,每条线索能帮我们回答哪个问题?

  1. 有的方向会再来信号

    观察到了什么
    加拿大的 CHIME 射电望远镜多次从同一些源记录到这种短促的暴发。
    它能说明什么
    重复出现给望远镜多一次对准位置的机会,也能比较同一个源前后发出的信号。
    查看线索出处 ↓
  2. 银河系里抓到了一次

    无线电与 X 射线两行示意记录在相近时刻各出现一个峰
    两种仪器的对照示意图。先找上面一行的尖峰,再看看下面一行的尖峰出现在什么位置。 乐学堂示意图,依据 NASA 的联合观测说明绘制 · 图像出处 · 查看大图
    观察到了什么
    2020 年,望远镜在无线电波段和 X 射线波段都记录到短促的暴发,位置和银河系里一颗已知磁星相符。
    它能说明什么
    把时间和位置放在一起核对,可以把这次暴发和这颗磁星联系起来。
    查看线索出处 ↓
  3. 一次找到来源,还有别的信号

    观察到了什么
    研究人员已经找到会重复发出快速射电暴的源,也有许多源只在现有记录里出现过一次。
    它能说明什么
    等得更久,可能会看到其中一些再出现。研究人员还要比较不同源,看看它们是否用同样的方式发出信号。
    查看线索出处 ↓

第二步

试着做判断

两种望远镜都在一颗磁星附近记录到同一次暴发。这个结果最能支持什么?

点选一条,看看理由。

每次快速射电暴一定都来自这一颗星。
再看看线索

这次对上了一个来源。不同方向和不同时间的其他暴发还要各自检查。

至少有些快速射电暴可以由磁星产生。
这个判断有依据

对。把位置和时间都核对上,能帮助研究人员判断这一例来自哪里。

只记录到一次的信号永远不会再来。
再看看线索

望远镜能记录到哪些暴发,还取决于观测时间和它能测到多弱的信号。

第三步

写下调查结论

已经知道
2020 年的联合观测发现,银河系里的一颗磁星能够产生像快速射电暴一样的无线电信号。
还在研究
遥远星系中的快速射电暴是不是都和磁星有关?磁星附近究竟发生了什么,才产生这样的信号?
下一步怎么查
让不同望远镜同时盯住同一片天,比较更多信号的位置、持续时间和能量。
给家长和想多读一点的你

一颗磁星与无线电暴发的关联,可以缩小寻找来源的范围。要区分具体的发射机制,还需要测量信号在不同频率的到达时间、偏振和形状,并和模型预报比较。

线索从哪里来

资料核对日期 · 原文需联网

  1. NASA 喷气推进实验室|磁星的无线电和 X 射线暴发
  2. CHIME/FRB 团队|新发现的重复快速射电暴源
  3. 欧洲航天局|产生射电暴发的磁星想象图