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快速射電爆

快速射電爆(Fast radio bursts, 又稱FRBs)是透過射電望遠鏡觀測到的一種宇宙中的週期性無線電高能脈衝訊號。讓科學家們感興趣的是由於FRBs呈現一定的規律性,並且目前尚不清楚是什麼東西創造了這些一秒釋放我們太陽一天能量的訊號,所以常常被與地外高智慧文明聯絡起來。

編號為121102的快速射電爆是目前探測並記錄到的射電爆中最有名的一個,FRB 121102(2012年11月2日首次發現,所以編號為121102)。透過分析,FRB 121102其在過去四年裡發生過 32 次爆發,可知其遵循著大約 157 天的週期 —— 爆發到 90 天的活動期,然後保持 67 天的沉默。

在2012年被首次捕捉到後2015年6月,幾次掃過地球。2016年3月,FRB121102似乎有點耐不住寂寞了,兩個月內就被檢測到了11次爆發,而且其源頭也被扒出來了,那就是位於距離地球30億光年狐狸座矮星系內。

FRB121102位置

在中國天眼FAST加入探索地外文明專案後,於2019年4月起即對FRB121102進行持續跟蹤。 在2019年8月的時候,使用FAST L波段19波束接收機對FRB121102所在天區跟蹤觀測,於8月29日(UT時間)實現捕捉並預警。之後的30日、31日和9月1日,FAST探測到多次FRB121102重複爆發。累積捕捉了大量的高信噪比訊號,捕捉的爆發數量是目前已知全世界最多最好的。

500米口徑射電望遠鏡中國天眼FAST

是什麼產生了快速射電爆?

脈衝中子星說

在觀測初期,FRB121102的週期性訊號並不是十分規律性的變化,相反,它的訊號斷斷續續,所以當時科學家們分析了16次暴發的訊號。每次探測到的暴發持續時間,從9毫秒到30毫秒不等,推測表明訊號源直徑可能有10千米,而這恰好是一個典型的中子星直徑尺度。所以就有了中子星假說,但是根據後面對中子星的深入研究發現,高速自旋的中子星就像燈塔一樣,如果它釋放的高能無線電掃過地球,應該是規律的脈衝訊號。同時脈衝中子星的無線電能級也沒有FRB121102釋放出來的這麼大。

脈衝中子星

中子磁星說

“磁星”(Magnetar)是中子星的一種,可以看做是年輕的中子星,它們均擁有極強的磁場通常比晚期中子星強100倍左右,透過其產生的衰減,使之能源源不絕地釋出高能量電磁輻射,以不規則X射線及伽瑪射線為主。

一顆磁星的外層含有等離子及以鐵為主的重元素,在張力產生期間,天體會出現“星震”(starquake),這種地震能使天體釋放強大能量,包括釋出X射線暴及γ射線暴,天文學家把這種天體稱為“軟γ射線復發源”。如果把一顆磁星看成為“軟γ射線復發源”,它們的壽命相當短暫。“星震”會釋出大量物質及能量,當中物質被困在自身的強大磁場中,繼而在數分鐘內蒸發殆盡,另外其他能以放射形式釋出的物質,其動能來自天體的角動量,使磁星的自轉速度減慢,且比其他中子星減得更快。轉速減慢會連帶其強大磁場一同減弱,到大約一萬年後磁星的“星震”停止,期間仍會釋出X射線,天文學家將之稱為“不規則X射線脈衝星”。再過大約一萬年後,其活動幾近停止。

而快速射電爆就是“磁星”星震時候發出的能量正好射向地球被接收到所致。

磁星

星際傳送門假說

2016年美國的天文科普作家約翰-林德提出了一種另類的假說,他認為類似FRB121102這樣的快速射電爆是外星高智慧文明在宇宙中的星際傳送門工作時候發出的無線電。 星際傳送門在很多科幻小說,動漫遊戲和影視作品中都讓我們感到熟悉,星際傳送門透過巨大的能量達到在不同星際間跳躍傳送的目的。

星際傳送門

而星門在傳送時候會調整角度方向,其10千米的尺寸也正好符合科幻中常規星艦的體積,星門在啟動傳送時候,其背面會有一些餘波輻射被釋放出來,正好某幾個方向的背面傳送對著地球,所以就被地球上的射電望遠鏡捕獲了,因此可以用來解釋 FRB121102呈現一定的規律,但是又不完全和自然星體的釋放的無線電規律一致這個問題。(對這個解釋,梵君覺得還是有點靠譜哦!)

2020年8月射電天文學家如約迎來了FRB 121102的新一輪爆發,遺憾的是,儘管證實了 FRB 121102 確實會週期性爆發,但其遵循的確切細節仍不得而知。在合併了多項研究的資料之後,團隊將實際執行視窗鎖定到了 156.1 天,其中訊號源在 99 天都處於活動狀態。

按照這一新的時間表,FRB 121102 或於 8 月 31 日 ~ 9 月 9 日再次陷入沉寂。如果在這之後還有爆發,那表明訊號源的週期開始發生了變化,或者大家仍未揭開它的真實面紗。

對此您更願意接受那種說法呢?

其實快速射電爆充斥著整個宇宙

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