来自外太空的神秘信号!
天文学家破解一组每两小时重复一次的
神秘深空射电信号
“为这幅科学拼图增添新内容的过程尤其令人振奋。”
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一幅描绘红矮星(左)与白矮星(中)相互绕转的示意图。(图片来源:Daniëlle Futselaar/artsource.nl)
天文学家破解了一组自去年发现以来一直成谜的神秘重复射电信号。
该信号溯源至一个奇特的双星系统,该系统包含一颗死亡恒星(或称“白矮星”)和一颗作为伴星的红矮星。该射电脉冲每两小时重复一次,最初于十年前被探测到。其信号来源方向指向北斗七星。
这项新研究表明,在编号为ILTJ1101的致密双星系统中,白矮星与其红矮星伴星的磁场相互作用(或猛烈碰撞)造成了这种重复射电信号。
此前,此类长周期射电暴仅被溯源至中子星,这意味着该研究对其起源提出了全新的见解。
“已知存在数颗高度磁化的中子星,即磁星,它们表现出周期为数秒的射电脉冲,”团队成员、西北大学天体物理学家查尔斯·基尔帕特里克在一份声明中表示。“一些天体物理学家也提出,因其自转而出现了规则时间间隔发射脉冲的现象,因此只有当其旋转朝向地球时,我们才能观测到其射电辐射。如今,我们获知,至少部分长周期射电暂现源是源自双星系统。我们希望这一发现能激励射电天文学家去定位可能源自中子星或磁星双星系统的新型源。”
天文学家已精确定位了来自太空的神秘重复射电暴的起源。
神秘快速射电暴溯源至一个巨大的古老恒星“宇宙墓地”。
该团队的研究于3月12日(星期三)发表在《自然·天文学》期刊上。
发掘一颗死亡恒星
团队负责人、澳大利亚悉尼大学的艾里斯·德·鲁伊特于2024年在搜索低频阵列射电望远镜(LOFAR)采集的存档数据时,首次发现了该信号。LOFAR(国际低频阵列射电望远镜)是目前在地球上可探测的最低频段运行的最大射电望远镜。该脉冲信号首次出现在2015年的LOFAR数据中;在发现其首次出现后,德·鲁伊特又从同一信号源中发现了另外六个脉冲信号。
这些射电波爆发可持续数秒至数分钟不等。尽管持续时间各异,这些脉冲具有周期性,每两小时重复一次。
一幅描绘快速射电暴(FRB)的辐射抵达地球的艺术示意图。不同颜色代表不同波长的光。(图片来源:喻京川,北京天文馆)
这些脉冲信号与一种称为“快速射电暴”(FRBs)的宇宙现象存在某些相似性,但其出现频率远低于FRBs。
“这些射电脉冲与FRBs非常相似,但两者的持续时间各不相同,”基尔帕特里克表示,“这些脉冲的能量远低于FRBs,通常持续数秒,而FRBs仅持续毫秒级。
“一个关键问题仍未解决:在长周期射电暂现源与FRBs之间是否存在连续的源族谱系,抑或,它们分属于截然不同的种群。”
为了确定这些规则射电脉冲的源头,研究团队利用位于亚利桑那州的多镜面望远镜(MMT)天文台和位于德克萨斯州的麦克唐纳天文台进行了后续观测。
观测揭示,脉冲的源头是距离地球约1600光年的两颗恒星,它们同步产生脉冲信号。这两颗恒星彼此绕转的轨道周期为125.5分钟。
随后,研究人员利用MMT望远镜对该系统进行了长达两小时(一个完整周期)的深入观测,从而揭示了该系统的真实性质。
死亡恒星正以磁力“鞭打”其恒星伴星
通过细致的观测,团队得以详细追踪该系统的运动状态,并通过对红矮星的光进行分光观测(将其分解为不同波长或光谱)来获取信息。
“这些数据中的光谱线使我们能够确定,该红矮星正以与射电脉冲完全相同的两小时周期进行高速往复运动,”基尔帕特里克表示,“这确凿地证明了红矮星处于一个双星系统中。”
一颗被强大磁场环绕的白矮星(图片来源:Robert Lea(使用Cnva制作))
该恒星的这种前后摆动,似乎是由双星系统ILTJ1101中一颗几乎不可见的伴星对其施加引力拖拽所致。这种运动的变化使研究团队得以推算出这颗极其暗弱伴星的质量。
由此,他们确定该伴星是一颗白矮星——这是一种恒星残骸,形成于一颗质量与太阳相近的恒星抵达生命终点时,其核心发生坍缩,同时外层物质被抛离。
“在几乎所有情形下,根据其质量以及它过于暗弱而无法被直接观测到的事实,都意味着它必然是一颗白矮星,”基尔帕特里克解释道,“这证实了关于长周期射电暂现源起源于白矮星双星系统的主流假说,也是我们获得的首个关于此类暂现源前身星系统的直接证据。”
— 天文学家创纪录地发现25例新的重复“快速射电暴”
— 破纪录的射电暴或有助于寻找宇宙缺失物质
— 迄今发现的最短“快速射电暴”仅持续百万分之一秒
天文学家目前正计划研究ILTJ1101系统的高能紫外辐射。这或将揭示该白矮星的温度,以及此类红矮星/白矮星双星系统的更多细节。
“为这幅科学拼图增添新的内容特别有价值,”团队负责人德·鲁伊特表示,“我们与来自天文学各分支领域的专家协作。借助多种技术手段和观测数据,我们一步步地更接近答案。”
BY:Robert Lea
FY: 万琳
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