探索快速射电暴

原创：牧夫天文

文章来源：Science

原作：Emily Petroff

编译：艾宇熙

校对：牧夫天文校对组

编排：王璞

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/365/6453/546

我们可以通过单次射电暴信号把信号源定位在一小片天区里（左图），然而这一小片天区中仍然含有千万个星系，想要把信号源定位在某个星系之中如同大海捞针。

credit: https://science.sciencemag.org/content/365/6453/546

虽然天文学家们已经提出了几十个快速射电暴成因的理论，但快速射电暴的成因仍然是未解之谜。很多理论都认为快速射电暴与极端星系环境中的磁星（magnetar，高能且高度磁化的中子星）有关，但由于人们难以确定产生快速射电暴的地点离我们的距离，就无法把能够测定的参数转换为射电暴释放的能量这类更加有用的信息。截至今年上半年，天文学家们只确定了一个快速射电暴（FRB
121102）的宿主星系，这是由于这个射电源有几百次信号的记录——对同一来源的信号记录越多，就越容易缩小目标范围。

近期，天文学家们首次精确定位了单一快速射电暴（FRB

180924）的来源，这篇论文发表在8月9日的《科学》杂志上。通过单一信号确定信号源需要干涉仪——在射电暴的例子里，就是需要同时工作的射电望远镜阵列。而另一方面，“干涉仪”能探测的区域很有限，在难以提前预知射电暴位置的情况下，恰好在有限的探测区域中记录到信号的概率很低。此项研究中使用的澳大利亚平方公里望远镜先导阵列（ASKAP）具有与同类阵列相比较大的探测范围，并且维持了高空间分辨率。这是由于ASKAP应用了一项名为相控阵馈源的信号接收技术。研究团队实时获得信号，并且获得了前所未有的高空间分辨率信息。

澳大利亚平方公里望远镜先导阵列（ASKAP）

credit: https://www.atnf.csiro.au/projects/askap/index.html

研究团队不仅确定了快速射电暴FRB 180924的宿主星系，甚至还确定了这个射电暴来自于宿主星系的外围。FRB 180924的宿主星系是一个百亿太阳质量的椭圆星系，距离我们约41亿光年。另一些参数间接表明该宿主星系环境中的磁性较弱。

相比之下，这项研究前已知的FRB 121102宿主星系则与FRB 180924的宿主星系截然不同。FRB 121102宿主星系是一个千万太阳质量级别的矮星系，射电源很可能处于极强磁性环境中。

于是我们自然就产生了疑问：为什么这两个快速射电源所处的环境截然不同？

显然，在对快速射电源只有两个已知案例的情况下，我们很难推断出全局的图景和分类的规律。值得期待的是，随着ASKAP参与研究的进一步展开和技术的进一步改进，我们有望从更多的单一爆发信号直接得到快速射电暴宿主星系的信息，更好地理解快速射电暴的产生原理。

『天文时刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

credit: OzGrav, Swinburne University of Technology