快速無(wú)線電突發(fā)源與極端磁環(huán)境相關(guān)聯(lián)

利用波多黎各的阿雷西博天文臺(tái)和西弗吉尼亞州的綠岸望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家對(duì)神秘的所謂快速無(wú)線電爆發(fā)(FRB)的極端家園有了新的認(rèn)識(shí)。據(jù)該團(tuán)隊(duì)稱，最近發(fā)現(xiàn)的重復(fù)FRB(名為FRB 121102)的無(wú)線電波100%線性極化，表明它們來(lái)自嵌入強(qiáng)磁場(chǎng)的河外光源，就像中心周圍巨大的黑洞周圍一個(gè)星系。

快速無(wú)線電突發(fā)是來(lái)自遙遠(yuǎn)但迄今未知來(lái)源的短暫無(wú)線電發(fā)射脈沖，而2012年11月阿雷西博天文臺(tái)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的FRB 121102是唯一已知的重復(fù)：已觀察到超過(guò)200次高能量爆發(fā)來(lái)自這個(gè)來(lái)源。

2017年，研究人員確定了FRB 121102光源的位置，并報(bào)告說(shuō)它位于距離地球超過(guò)30億光年的矮星系的恒星形成區(qū)域。

與源頭相距很遠(yuǎn)的距離意味著它在每次爆發(fā)中釋放出巨大的能量 - 大約與太陽(yáng)在一整天中釋放的能量相差幾毫秒。

現(xiàn)在，利用阿雷西博和綠色的數(shù)據(jù)，荷蘭射電天文學(xué)研究所(ASTRON)和阿姆斯特丹大學(xué)的Jason Hessels博士及其同事已經(jīng)證明，F(xiàn)RB 121102的射電爆發(fā)具有極化特性。

這種偏振光的行為使他們能夠以一種新的方式探測(cè)源的環(huán)境并“窺視神秘爆裂的巢穴”。

天文學(xué)家說(shuō)：“任何使用偏振太陽(yáng)鏡減少水反射的陽(yáng)光強(qiáng)光的人都可能熟悉偏光。”

“如果極化無(wú)線電波穿過(guò)一個(gè)帶有磁場(chǎng)的區(qū)域，極化會(huì)被稱為法拉第旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)'扭曲'：磁場(chǎng)越強(qiáng)，扭曲越大。”

無(wú)線電爆炸從FRB 121102扭轉(zhuǎn)到如此極端 - 比迄今為止觀測(cè)到的任何其他快速無(wú)線電突發(fā)高出500多倍 - Hessels博士及其合作者總結(jié)說(shuō)，爆發(fā)必須通過(guò)密集等離子體中的高磁場(chǎng)。

他們說(shuō)：“無(wú)線電突發(fā)的近100%極化是不尋常的，只有來(lái)自大質(zhì)量黑洞周圍的極端磁場(chǎng)環(huán)境的無(wú)線電發(fā)射，例如星系中心的那些。”

短脈沖持續(xù)時(shí)間從30微秒到9毫秒不等，表明光源可能小到6英里(10公里) - 中子星的典型大小。

其他可能的來(lái)源是當(dāng)原始恒星爆炸產(chǎn)生磁星時(shí)，磁星與物質(zhì)的星云相互作用; 或與來(lái)自旋轉(zhuǎn)中子星或脈沖星的高度磁化風(fēng)的相互作用。

“在這一點(diǎn)上，我們并不真正了解這種機(jī)制。有許多問(wèn)題，例如旋轉(zhuǎn)中子星如何產(chǎn)生FRB典型的高能量?“加州大學(xué)伯克利分校博士后研究員Vishal Gajjar博士說(shuō)道。

“我們估計(jì)了爆炸源周圍的磁場(chǎng)和氣體密度，我們可以將它們與一個(gè)年輕的磁星 - 一顆磁場(chǎng)特別大的中子星 - 的模型連接到產(chǎn)生爆發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)， “康奈爾大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員James Cordes教授說(shuō)。

“無(wú)線電源及其環(huán)境是獨(dú)一無(wú)二的，這表明以前沒(méi)見(jiàn)過(guò)的新型物體。”

“銀河系中唯一已知的FRB 121102扭曲的光源位于銀河系中心，這是一個(gè)靠近大質(zhì)量黑洞的動(dòng)態(tài)區(qū)域。也許FRB 121102在其宿主星系中處于類似的環(huán)境中，“阿姆斯特丹大學(xué)和ASTRON的博士候選人Daniele Michilli補(bǔ)充道。

“然而，如果光源位于強(qiáng)大的星云或超新星遺跡中，也可以解釋無(wú)線電爆發(fā)的扭曲。”