真的很远!人类已经能追踪到40亿光年外的“宇宙爆炸”

一个快速的射电暴近日终于被追踪到它的源头:一个40亿光年之外的星系的边缘!

40亿光年!不知不觉人类的科技已经足以探测如此之远的光芒,不得不说人类的发展相当快速。

近日观测到的快速射电暴(FRBs)是当今天文学家面临的最令人困惑的现象之一。从本质上讲,frb是来自遥远天体的短暂无线电辐射,其成因尚不清楚。在某些情况下,已经检测到的frb一直在重复发送信号,但大多数都是一次性事件。

直到现在,科学家利用澳大利亚的平方公里阵列探路者(ASKAP)和来自世界各地的其他射电望远镜,成功地确认了一次强烈的射电爆炸的距离,那次爆炸只持续了千分之一秒。这是第一个可以追溯到它的起源的不重复的FRB,它来自一个位于40亿光年之外的星系。

自从2007年第一颗FRB被发现以来,射电天文学家们一直在等待下一个观察机会。到目前为止,已经检测到40个FRB事件,其中大多数是从观测数据中检索到的,还有少数事件可以追溯到它们的来源。然而,天文学家们仍然不知道它们的成因,他们的理论范围从快速旋转的中子星和黑洞到外星无线电信号。

检测frb是相当具有挑战性的,因为大多数frb只能持续一毫秒,而追踪它们的来源则更加困难。因此我们必须时刻关注并且精确捕捉。2018年,ASKAP的研究人员在36个射电望远镜天线的一次专门搜索中首次发现了这种脉冲。然后,研究人员利用信号到达阵列中不同天线所需的微小时间差异来定位脉冲源。通过这些差异,他们能够确定这次爆炸的源母星系。

随后,研究小组邀请了来自智利的双子南望远镜(Gemini South Telescope)、欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)和夏威夷的W.M.凯克天文台(W.M. Keck Observatory)的研究人员来观察这个星系,并确定了它的距离和其他特征。双子南望远镜能够来提供光学和红外波段的高质量和深度的图像。然而,正是这三个天文台及其先进仪器的共同努力,才使得星系的定位成为可能。

双子座南方的数据证实了光在40亿年前离开了星系,知道这种类型的FRB在星系中的位置对天文学家来说很重要,因为这可以让他们得到一些关于宇宙起源的线索。到目前为止,大多数起源理论都涉及到一个中子星或黑洞,所以知道一个星系中FRB发生在哪里,就能告诉天文学家是这些物体的形成、演化,还是碰撞亦或毁灭导致了射电暴。

通过了解星系中frb发生的位置,天文学家也希望能够对可能导致frb的原因加以限制。通过精确定位frb的起源,以及它们的光传播的速度,天文学家可能能够测量地球和射电源之间介电物质的密度。有了这些足够大的样本,天文学家还可以绘制出重子位于星系之间的三维横截面图,以及重子的浓度。

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