来自太空神秘的、重复的无线电爆发可能最后有一个解释

(2024-12-13 11:25:30)

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来自太空神秘的、重复的无线电爆发可能最后有一个解释

By Natasha Hurley-Walker

published 42 minutes ago

Astronomy

通过搜索银河系的稀疏群的区域，天文学家已经首次发现了一种多年来已经困扰他们的信号的来源。

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艺术家的异域双星系统AR天蝎座的印象。(Image credit: Mark Garlick/University of Warwick/ESO, CC BY)

自2022年它们被发现以来，来自太空的缓慢的重复的强无线电波爆发已经困扰了天文学家。

在新的研究中，我们已经首次追踪其中一个脉动信号回到它的来源：一种常见的叫一颗红矮星的轻重量恒星可能处在与一颗很久以前爆炸的另一颗恒星的核白矮星的双轨道中。

一个缓慢脉动的秘密

2022年，我们的团队做出了一个惊人的发现：从太空发放的每18分钟重复一次的周期性无线电脉冲。这些脉冲外照附近的一切，明亮的闪烁了三个月，然后消失了。

我们知道一些重复的无线电信号来自一种叫一个射电脉冲星的中子星，它很快的自旋（通常每秒一次或更快），像一个灯塔一样束射出无线电波。麻烦是我们目前的理论说一个每18分钟旋转一圈的脉冲星不应该产生无线电波。

因此，我们认为我们的2022年发现可能指向新的、令人兴奋的物理学或者帮助准确的解释脉冲星如何发射辐射，这尽管50年的研究仍然没有被很好了解。

从那时起闪烁更慢的无线电源已经被发现。现在大约有十种已知的“长周期无线电瞬变”。

然而，仅发现更多的已经不足够来解决这个秘密。

探索银河系的外周

直到目前为止，这些来源中的每一个已经被发现在银河系心脏的深处。

这使来弄清楚什么样的恒星或天体产生无线电波很难，因为在一个小区域内有数千颗恒星。它们中的任何一个都可能对信号是负责的或者它们没有一个。

因此，我们开始了一项来用西澳大利亚州的穆奇森宽场阵列（Murchison Widefield Array）射电望远镜扫描天空的战役，该望远镜能每分钟观测到1000平方度的天空。科廷大学的一名本科生霍尔瓦斯（Csanád Horváth）处理了覆盖半个天空的数据，在银河系更稀少群的区域寻找这些难以捉摸的信号。

穆奇森宽场阵列是西澳大利亚州的一台射电望远镜，以低无线电频率观测天空。 (Image credit: ICRAR / Curtin University)

足够确定的，我们发现了一个新的来源！被标榜为GLEAM-X J0704-37，它产生分钟长的无线电波脉冲，就像其他长周期无线电瞬变一样。然而，这些脉冲仅每2.9小时重复一次，使它成为迄今为止最慢的长周期无线电瞬态。

这些无线电波来自哪里？

我们用南非的猫鼬望远镜进行了后续观测，这是在南半球最灵敏的射电望远镜。这些精确定下了无线电波的位置：它们正在来自一颗红矮星。这些恒星是难以置信的常见，构成银河系恒星的70%，但它们是如此微弱以致对肉眼看不到一颗。

穆奇森宽场阵列（洋红色圆圈）在低分辨率和猫鼬（青色圆圈）在高分辨率看到的无线电波的来源，。白色的圆圈都是我们银河系中的恒星。(Image credit: Hurley-Walker et al. 2024 / Astrophysical Journal Letters)

结合来自的穆奇森宽场阵列的历史观测和新的猫鼬监测数据，我们发现了脉冲以一种重复模式提前和推迟到达。这可能的表明无线电发射器不是红矮星本身，而是与它在一个双轨道中的一个看不见的天体。

基于之前的恒星演化的研究，我们认为这个看不见的无线电发射器最可能是一颗白矮星，这是像我们自己的太阳一样的中小型恒星的最终终点。如果它是一颗中子星或一个黑洞，创造了它的爆炸会已经是如此大应该已经扰乱了轨道。

要两个来跳探戈

如此一个红矮星和一个白矮星如何产生一个无线电信号呢？

红矮星可能的产生一个带电粒子的恒星风，就像我们的太阳做的一样。当风击中白矮星的磁场时它被加速，产生无线电波。

这可能类似于太阳的恒星风如何与地球磁场相互作用来产生美丽的极光以及低频无线电波一样。