研究:來自蟹狀脈衝星的巨射電脈衝的能量比之前認為的高出數百倍
據外媒報導,由日本RIKEN先鋒研究集群的科學家領導的一個小組,通過對蟹狀星雲脈衝星在多個頻率上的協調觀測,發現它發出的“巨射電脈衝”除了之前觀測到的射電和可見光發射外,還包括X射線發射的增加。這一發表在《科學》雜誌上的發現意味著,這些脈衝的能量比之前認為的要高出數百倍,可以讓人們深入了解“快速射電暴”(FRBs)這一神秘現象。
巨射電脈衝–一種發出極短的、持續時間為毫秒的射電波脈衝的現象–已經被觀察到與我們銀河系中的十幾顆脈衝星有關,但人們對導致它們的機制知之甚少。有人提出,它們也可能是“快速射電暴”的起源–這種快速爆發的射電天文現像被認為是來自於銀河系外的高能事件。
為了深入了解這些現象,RIKEN領導的小組對對蟹狀星雲脈衝星進行了協調觀測,這是最著名的、被觀測到的脈衝星之一。在1054年,中國和日本的觀測者目睹了這顆恆星在超新星爆炸中的爆炸,並形成了至今仍能看到的美麗的蟹狀星雲。
該小組開始尋找與巨射電脈衝有關的X射線發射是否增加。事實上,儘管幾十年來進行了大量的觀測,但研究人員至今未能進行任何明確的探測。觀測的基礎是一次同時進行天基X射線和地基射電觀測的國際協調活動,天基觀測由放置在國際空間站上的新儀器NICER完成,射電觀測則由日本的兩個觀測站完成。
在三年的時間裡,該小組繼續開展這項活動,最終發現了一個清晰的”five-sigma-exceeding “信號,表明X射線發射增強與射電波長處的增加有關。
在X射線波段檢測到的增強發射與之前報導的可見光波段的發射類似,但在其他2800顆已知脈衝星中,從未觀察到任何類似的情況。極端自然現象RIKEN Hakubi研究團團長Teruaki Enoto稱:“我們的測量結果意味著,這些巨射電脈衝的能量比之前認為的要高出數百倍。”
這一發現的另一個重要影響是,它對被稱為“快速射電暴”的神秘現象的模型提出了重要的約束。人們認為,這些現象–神秘的銀河系外毫秒級持續時間的射電暴,與脈衝星有關,而且可能是年輕的脈衝星,比如蟹狀星雲脈衝星。“然而,” Enoto說,“兩者之間的關係仍然存在爭議,這些發現以及即將到來的有關快速射電暴的發現,將有助於我們理解這些現象之間的關係。”
他補充說:“我們的成果不僅對脈衝星和快速射電暴科學產生了廣泛的影響,而且代表了34米射電望遠鏡的恰當遺產,該望遠鏡是射電天文學界的寶貴儀器,但在2019年的一場颱風中遭到了不可彌補的破壞。”
該小組還包括來自東京大學、廣島大學、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、美國國家標準與技術研究院(NIST)和美國宇航局(NASA)等多個來自世界各地的研究所的科學家。