04:43 2019年10月15日
「中國天眼」FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)

南京大學教授:快速射電暴會是外星生命星際航行的光帆信號嗎?

© AP Photo / Xinhua/Liu Xu
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中國科學家通過世界上最大的單口徑天文望遠鏡--"中國天眼"FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)觀測到來自太空的神秘快速射電暴後,對此開展研究已有月余。

參與研究的中國天體物理學家稱發現數十個新射電脈衝信號,尤其是神秘的重復快速射電暴源FRB121102,在8月份被中國天眼觀測到多次重復爆發。南京大學天文與空間科學學院教授黃永鋒在接受俄羅斯衛星通訊社採訪時介紹了甚麼是快速射電暴,以及為甚麼快速射電暴難以研究。

"天文學家最開始是從大型射電望遠鏡2001年的歷史檔案數據中試圖分析其它暫現射電源時,偶然發現這種極其特殊的現象的,其表現為極短時間內極強的射電輻射爆發。射電實際上就是人們通常說的無線電波,在天文學中被習慣性地稱為射電輻射。快速射電暴持續的時間非常短,通常都在毫秒量級,即1/1000秒的時間尺度,卻能達到若干央斯基(央斯基是天文學上衡量射電輻射強度的單位)的非常高的強度,所以把它稱為快速射電暴。也就是說,快速射電暴是來自太空的、在毫秒量級時間內完成的一個非常強的射電脈衝。" 黃永鋒教授介紹說。

黃永鋒教授指出:"雖然有嚴肅的學者已經提出,快速射電暴可能是高級外星生命在太空中進行星際航行的光帆所反射的無線電波,但是恐怕真正相信這一理論的天文學家還是非常少的。"

黃永鋒認為,現在還很難說快速射電暴的起源是甚麼,因為研究需要不少時間。儘管觀測資料總體上還十分欠缺,天文學家們已經為快速射電暴提出了數十個模型,包括:小行星與中子星碰撞、雙致密星並合、白矮星塌縮成中子星、中子星塌縮成黑洞、宇宙弦放電、中子星的巨脈衝、中子星的磁層活動等等。非常有趣的是,一些模型預言快速射電暴可能與引力波爆發現象相伴。黃永鋒教授總結說:"我本人是這樣認為的,相信很多天文學家可能也這樣看:快速射電暴從發現到現在,還只有十幾年的時間,這在天文學領域中是一個很短的時間,顯然不足以讓天文學家對一種全新現象給出透徹的理解。另外,這種現象由於觀測非常困難,特別是到目前為止基本上只有無線電波段有爆發輻射的觀測資料,其它的波段基本上都沒有觀測數據,要去確定它們的起源,我相信恐怕不是一個短期內可以完成的事情。在未來10年甚至20年的時間裡面恐怕都很難徹底解決這一謎團。在天文學中,十幾年的時間,對某一個新領域而言,往往只是意味著起步階段,後面可能還有很長的路要走。"

2012年11月2日,科學家首次探測到FRB121102的射電爆發脈衝,隨後發現該源能重復爆發。在很長一段時間里,該源成為人們觀測到的約80個快速射電暴源中唯一的重復爆發源。2018年以來,隨著位於加拿大的CHIME射電望遠鏡投入相關觀測,又有數個重復快速射電暴源被發現,但FRB121102仍是重復頻次最高的最活躍的重復暴源。2019年,中國天眼Fast望遠鏡在幾天內捕捉到FRB121102的數十次重復信號,僅9月3日就收到信號20多次。不過,這些脈衝信號是隨機出現,且持續時間極短,由於情況特殊,難以在其它波段同時跟蹤觀察它們的爆發過程。

黃永鋒教授稱:"到目前為止,人們觀測到的從天空不同方向發生的快速射電暴源至少已有上百個,它們絕大部分在發生一次快速射電暴後,原先的地方就沒有再發現重復爆發。所以對於我們而言,若想查明某一太空方向到底是怎麼產生快速射電暴的,是很困難的事情,因為它不再發生,後續便很難找到它進行多波段觀測。所以只知道有一個天體源產生了這樣一種爆發輻射,但是具體怎麼發生是不清楚的。簡單推算一下,天文學家們相信快速射電暴其實是非常頻繁發生的現象,預計整個太空中每天都有上萬次快速射電暴在上演,只是由於我們的射電望遠鏡視場太小,它們絕大多數都未被記錄下來。另外重復快速射電暴雖然目前只確認有約十個,但也不能完全排除其它快速射電暴本質上也是可重復的,因為我們無法不間斷地對它們進行射電監測。無論如何,重復的快速射電暴也進一步地確認,快速射電暴這種現象的確不是我們地面的無線電干擾,而就是來自於太空,是真實地存在著的。"

除了在快速射電暴觀測研究方面取得了重大進展外,2017年10月以來,位於貴州南部的世界最大單口徑望遠鏡Fast已經觀測到了96顆射電脈衝星,其中有不少是天文學家首次發現的新脈衝星。

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