近年來(lái)，天文學(xué)家一直致力于尋找FRB（fast radio bursts，快速電波爆發(fā) ）的源頭，這是一種來(lái)自于銀河系外的極強(qiáng)的瞬間脈沖信號(hào)。天文學(xué)家通過(guò)采用一項(xiàng)驚人的技術(shù)手段終于發(fā)現(xiàn)了一次非重復(fù)FRB信號(hào)的源頭星系。但這個(gè)星系在太空中出人意料的位置表明，科學(xué)家們需要更新手里的宇宙地圖了。
圖解: 藝術(shù)家對(duì)單次快速射電爆發(fā)的概念以及它是如何被發(fā)現(xiàn)的。
在《科學(xué)》雜志發(fā)布的發(fā)現(xiàn)表明，非重復(fù)FRB信號(hào)的發(fā)射源被首次定位，其來(lái)源于一個(gè)特殊的星系。
麥吉爾大學(xué)的天文學(xué)家Shriharsh Tendulka表示：這是一個(gè)重大的技術(shù)進(jìn)步，很難想象如何通過(guò)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡來(lái)發(fā)現(xiàn)并精確定位一個(gè)非重復(fù)的FRB信號(hào)的發(fā)射源。
2017年，康奈爾大學(xué)組織的一個(gè)研究小組已發(fā)現(xiàn)一個(gè)重復(fù)的FRB信號(hào)來(lái)源于銀河系外。但是FRB信號(hào)有兩種類型，一種為重復(fù)信號(hào)，一種為非重復(fù)信號(hào)。雖然后者更為常見(jiàn)，但由于其出現(xiàn)時(shí)間過(guò)短，在此之前還無(wú)法對(duì)其來(lái)源進(jìn)行精確定位。澳大利亞的聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的天文學(xué)家Keith Bannister領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)研究小組在澳大利亞國(guó)家望遠(yuǎn)鏡中心成功定位了一個(gè)非重復(fù)的FRB信號(hào)來(lái)源位置。
雖然早在2007年FRB信號(hào)就被人們發(fā)現(xiàn)，但是到目前為止科學(xué)家對(duì)這種天文現(xiàn)象還是知之甚少。正如其名，F(xiàn)RB信號(hào)是一種無(wú)線電信號(hào)但持續(xù)時(shí)間極短，通常只有幾毫秒?yún)s蘊(yùn)含強(qiáng)大的能量。現(xiàn)已確定其來(lái)源于銀河系外星系。天文學(xué)家對(duì)FRB信號(hào)的來(lái)源猜測(cè)多種多樣，如帶有超強(qiáng)磁場(chǎng)的中子星、暗物質(zhì)、黑洞、超新星或外星文明活動(dòng)。
對(duì)于重復(fù)FRB信號(hào)的測(cè)量相對(duì)，因?yàn)樗麄兌际莵?lái)自于同一位置并且重復(fù)持續(xù)發(fā)出，因此聯(lián)合多個(gè)的天文臺(tái)并采用三角測(cè)量法可以完成其來(lái)源定位。但使用三角測(cè)量法定位非重復(fù)FRB信號(hào)就困難多了，因?yàn)樘煳膶W(xué)學(xué)家無(wú)法預(yù)測(cè)下一次FRB信號(hào)什么時(shí)候發(fā)生。為了定位非重復(fù)信的FRB信號(hào)，Banniste的小組開(kāi)發(fā)了一種算法，算法可以在FRB信號(hào)被偵測(cè)到后，立即保存和凍結(jié)1s內(nèi)的所有天文觀測(cè)數(shù)據(jù)。這一功能的實(shí)現(xiàn)還要?dú)w功于澳大利亞西部的CSIRO的射電望遠(yuǎn)鏡陣列（ASKAP），該陣列由多個(gè)拋物面天線組成。
圖解: 澳大利亞ASKAP射電望遠(yuǎn)鏡陣列的視圖。
ASKAP探測(cè)到一個(gè)名為FRB 180924的非重復(fù)FRB信號(hào)，并發(fā)現(xiàn)它來(lái)自于36億光年外的河外星系，位于DES J214425.25–405400.81.他們之所以可以探測(cè)到該信號(hào)的來(lái)源，是因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)信號(hào)到達(dá)每個(gè)拋物面天線的時(shí)間有略微差別（通過(guò)各個(gè)拋物面天線接收到信號(hào)的差別和相對(duì)地理位置計(jì)算出該信號(hào)的來(lái)源方向）。
作為該研究的合作者來(lái)，自于斯溫伯恩大學(xué)的Adam Deller在CSIRO 發(fā)表的一篇報(bào)道上說(shuō)到：“通過(guò)這個(gè)細(xì)微的差別——大約有一秒的十億分之一，我們識(shí)別出了這個(gè)非重復(fù)FRB信號(hào)的來(lái)源星系，甚至我們精確的定位了該FRB信號(hào)的位置，位于距離這個(gè)星系中心1.3萬(wàn)光年的外圍。”
Bannister這樣描述這項(xiàng)技術(shù)的精度：“假設(shè)我們站在月球上采用該技術(shù)定位來(lái)源于地球的FRB信號(hào)，我們不僅可以精確定位到來(lái)源于哪座城市，甚至可以告訴你這個(gè)信號(hào)來(lái)自于哪個(gè)街區(qū)。”
歐洲南方天文臺(tái)在智利的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）對(duì)FRB 180924的來(lái)源星系進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，同時(shí)智利的雙子望遠(yuǎn)鏡和夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡對(duì)該星系到地球的距離進(jìn)行了測(cè)量。上述三個(gè)天文望遠(yuǎn)鏡是世界上最大的三個(gè)光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡。
一名來(lái)自荷蘭但未參與該項(xiàng)目的電天文學(xué)家Emily Petroff對(duì)Gizmodo表達(dá)了自己的看法：“我認(rèn)為該項(xiàng)研究最大的意義在于他們從這個(gè)單一的不重復(fù)的脈沖中獲得了如此多的信息，不僅準(zhǔn)確定位了該脈沖的來(lái)源星系，并且這種復(fù)雜的電磁環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁場(chǎng)的精確測(cè)量。”
這項(xiàng)成就可能會(huì)推翻FRBs的環(huán)境形成假說(shuō)。因?yàn)镕RB180924來(lái)自于其星系的邊緣，而僅有的另一個(gè)被測(cè)量的FRB信號(hào)是2017年探測(cè)到的重復(fù)FRB信號(hào)，該信號(hào)來(lái)自于一個(gè)矮星系的恒星誕生區(qū)，因此天文學(xué)家們根據(jù)這個(gè)測(cè)量結(jié)果推測(cè)，復(fù)雜且混亂的環(huán)境促成了FRB信號(hào)的產(chǎn)生。但發(fā)現(xiàn)的FRB180294卻來(lái)自于一個(gè)與我們銀河系差不多大小的星系，而且在星系中一個(gè)恒星誕生幾乎停止的區(qū)域，環(huán)境相對(duì)較為穩(wěn)定。
Petroff評(píng)價(jià)這兩個(gè)星系“簡(jiǎn)直就是天壤之別”，而且這項(xiàng)研究結(jié)果“帶給我們的問(wèn)題遠(yuǎn)比解決的問(wèn)題多”。但是“至少，我們知道ASKAP可以定位非重復(fù)的FRB信號(hào)，所以我們有希望定位更多的FRB信號(hào)來(lái)回答我們的諸多疑問(wèn)。”
Tendulkar表示： “天文學(xué)家此前建立了由年輕的磁星——磁化中子星產(chǎn)生重復(fù)FRB信號(hào)的模型，但該模型無(wú)法解釋非重復(fù)FRB信號(hào)的產(chǎn)生原因。因?yàn)楸敬伟l(fā)現(xiàn)的FRB180294在一個(gè)古老恒星的巨大星系外圍，而在該區(qū)域有一顆年輕磁化中子星就如同在撒哈拉沙漠發(fā)現(xiàn)一頭鯨魚一樣不可思議。但這并不能否定該模型的正確性，也有可能是非重復(fù)性FRB信號(hào)與FRB信號(hào)有著不同的產(chǎn)生原因。
正如Petroff和Tendulkar共同指出的那樣，這項(xiàng)研究結(jié)果帶來(lái)了更多問(wèn)題而不是答案。但是這也是一個(gè)好消息，因?yàn)樘煳膶W(xué)家們有了更多可以探索宇宙奧秘的途徑，而這些大大小小的探索都可能引領(lǐng)我們發(fā)現(xiàn)宇宙更多的奧秘。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. George Dvorsky- gizmodo-大衛(wèi)高怕飛
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