中国的天眼,中国天眼接收到宇宙深处的强烈信号


中国的天眼,中国天眼接收到宇宙深处的强烈信号


根据发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究[1],在中国科学院科学家的主导下,通过全球单口径最大的射电望远镜——中国天眼(FAST),接收到了宇宙深处传来的强烈无线电信号,在47天内重复接收到了1652次 。
天文学家估计,该信号源距离地球可达30亿光年 。距离如此之远都能接收到,意味着这个信号源的功率极高,能够发出超强的无线电波 。那么,这个神秘的无线电信号究竟是怎么产生的呢?会不会与外星文明有关?
中国的天眼,中国天眼接收到宇宙深处的强烈信号


宇宙中有很多无线电波,这是一种波长远大于可见光的电磁波,肉眼是看不到的,需要通过射电望远镜来观测 。早在上个世纪60年代,天文学家通过射电望远镜取得了重大发现,包括脉冲星(中子星)、宇宙微波背景辐射 。2019年,第一张黑洞照片也是通过射电望远镜捕捉到的 。
在2007年,天文学家又发现了一种神秘的无线电信号,其强度之高超乎想象,因为它的源头估计远在数十亿光年之外 。该信号的持续时间非常短暂,仅有5毫秒,所以天文学家把这种短时间内出现的无线电爆发称之为快速射电暴(FRB) 。
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令科学家感到困惑的是,快速射电暴都是一次性的,在某个天区爆发过一次之后,就再也没有接收到第二次 。正因为如此,天文学家无法追踪到快速射电暴的起源,不清楚这背后的机制是什么 。
到了2012年,曾经的“天眼”阿雷西博射电望远镜接收到了一次新的快速射电暴:FRB 121102 。天文学家以为这个信号与之前一样,也是出现一次就消失掉 。
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但在三年后,阿雷西博射电望远镜在相同的天区又接收到了10次强烈的无线电爆发,后被证实是FRB 121102,这是第一个已知的重复快速射电暴 。随后几年,这个信号时不时地突然出现 。
自中国天眼在2016年开始观测宇宙之后,这个巨型的射电望远镜也着重观测了FRB 121102所在的天区 。天文学家期望用更加灵敏的设备来探测这个信号,进而揭示它的起源 。
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很快,中国天眼就多次接收到了FRB 121102这个重复信号 。观测结果证实,FRB 121102的活动周期为156.1天,大约90天处于射电爆发期,随后是大约两个月的静默期 。
根据这项新研究,在FRB 121102的一次47天活跃期,中国天眼累计接收到了多达1652次信号 。不过,在活跃期时,射电爆发似乎没有一个明确的规律,而是时不时地突然爆发一次 。一个小时的峰值爆发次数为122次,这是已知最活跃的快速射电暴 。
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【中国的天眼,中国天眼接收到宇宙深处的强烈信号】在上千次的爆发中,每次都释放出了巨大的能量,最多的一次为4.8×10^30焦耳,总计6.4×10^39焦耳,累计持续时间约为60小时 。在如此短的时间内,FRB 121102爆发出的能量相当于太阳在53万年里释放出的能量总和 。正因为这个信号的能量极高,所以即便我们远在30亿光年外也能接收到 。
此前,天文学家猜测FRB 121102的源头可能是活跃的磁星 。一些大质量恒星爆发成超新星后,核心区域会坍缩成主要由中子构成的致密天体——中子星 。刚刚诞生的中子星有着超强的磁场,强度可达地球表面磁场强度的10万亿倍,这就是磁星 。

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