宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)的天文学家发现,被称为快速射电暴的神秘“宇宙哨子”(cosmic whistles)可以产生严重的冲击,在某些情况下,它们释放的伽马射线能量是无线电波的10亿倍,其爆炸威力可与被称为超新星的恒星灾难相媲美。这是第一次发现任何快速射电暴产生的非射电辐射,大大提高了快速射电暴模型的风险,并预计将进一步激励天文学家使用x射线、光学和射电望远镜来追踪和识别快速射电暴的长期对应物。
天文学家称之为frb的快速射电暴首次发现于2007年,自那以来,射电天文学家已经发现了几十个这样的事件。虽然他们最后仅在任何单一频率毫秒,距离地球很远,和大量的等离子体-延迟干预他们的到来在较低的频率,将信号分配在第二个或更多,产生一种独特的downward-swooping“哨子”典型的无线电接收机乐队。
“这一发现彻底改变了我们对frb的认识,有些frb明显表现为哨子和爆炸,”宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学教授德里克·福克斯(Derek Fox)说。地面射电望远镜可以探测到无线电哨声,而伽马射线爆炸可以被高能卫星捕捉到,比如美国宇航局的Swift任务。“对frb的速率和距离的估计表明,无论它们是什么,它们都是一种相对常见的现象,在宇宙的某个地方每天会发生2000多次。”
在发现FRB后不久,人们就开始努力识别它们,但直到现在都一无所获。11月11日发表的一篇论文天体物理学杂志通讯》上由物理学研究生James DeLaunay领导的宾夕法尼亚州立大学研究小组报告了快速射电暴FRB 131104发出的明亮伽马射线,该暴以其发生的日期(2013年11月4日)命名。DeLaunay说:“我开始寻找FRB的对应对象时,并没有期望找到任何东西。“这是第一次有有用数据可以分析的爆发。当我看到它显示出可能的伽马射线对应物时,我简直不敢相信自己的运气!”
发现伽马射线美联储“爆炸”从131104年,第一个non-radio美联储任何对手,由美国宇航局的Swift卫星成为可能,这是美联储观察天空的确切的一部分,131104年发生的破裂Parkes Parkes天文台射电望远镜探测到,澳大利亚。“斯威夫特”号探测器的首席研究员、美国宇航局戈达德太空飞行中心天体粒子物理实验室主任尼尔·格雷尔斯(Neil Gehrels)说:“斯威夫特一直在观察天空中x射线和伽马射线的爆发。”“从一次神秘的快速无线电爆发中捕捉到这道闪光是多么令人高兴啊。”
福克斯说:“尽管理论学家曾预计FRB可能伴随着伽马射线,但我们看到的FRB 131104的伽马射线发射令人惊讶地持久和明亮。”伽马射线发射的持续时间为2到6分钟,是无线电发射持续时间毫秒的许多倍。FRB 131104发出的伽马射线比它的射电辐射高出10亿倍以上,大大提高了对爆炸能量需求的估计,并暗示了对爆炸周围环境和宿主星系的严重后果。
有两种常见的frb伽马射线发射模型:一种是由磁星引起的磁耀斑事件,磁星是高度磁化的中子星,是坍缩恒星的密集残留物;另一种是由两颗中子星灾难性合并,碰撞形成黑洞。根据共同作者Kohta Murase,一位宾夕法尼亚州立大学的教授和理论家,“我们看到的能量释放是对磁星模型的挑战,除非爆发相对较近。长时间尺度的伽马射线发射,虽然在两个模型中都是意料之外的,但如果我们在离轴的情况下从侧面观察合并,可能会在合并事件中发生。”
“事实上,伽马射线发射的能量和时间尺度更符合某些类型的超新星,或斯威夫特观测到的一些超大质量黑洞吸积事件,”福克斯说。“问题是,现有的模型没有预测到我们会在这些情况下看到FRB。”
FRB 131104发出的明亮伽马射线表明,该暴以及其他类似的暴可能伴随着长寿命的x射线、光学或无线电发射。这样的对对物可以在能量相当的宇宙爆炸之后可靠地观测到,包括恒星尺度的大灾难——超新星、磁星耀斑和伽马射线爆发——以及通常潜伏在星系中心的超大质量黑洞的间或持续的吸积活动。
事实上,Swift x射线和光学观测是在FRB 131104之后两天进行的,这多亏了射电天文学家(他们不知道伽马射线对应物)的迅速分析,以及总部位于宾夕法尼亚州立大学的Swift任务操作团队的敏捷反应。尽管有这种相对协调良好的反应,但没有看到长寿命的x射线、紫外线或光学对应物。
作者希望参与未来的活动,旨在发现更多的FRB对应物,并以这种方式,最终揭示这些无处不在和神秘事件的来源。“理想情况下,这些活动将在爆发后不久开始,并将持续几周,以确保没有任何遗漏。也许下次我们会更幸运,”德劳内说。
了下:航空+国防




