2025-03-17 05:14来源:大智报
在过去的十年里,科学家们发现了一个令人费解的现象:来自银河系内部的无线电脉冲每两小时脉冲一次,就像宇宙的心跳一样。这些长时间的无线电爆炸持续了30到90秒,似乎来自北斗七星所在的大熊座方向。
相关视频:科学家们说,将我们的宇宙分开的暗能量可能不是它看起来的那样
现在,天文学家已经把注意力集中在了这种不寻常的射电脉冲的惊人起源上:一颗被称为白矮星的死恒星,它正紧密地围绕着一颗小而冷的红矮星运行。红矮星是宇宙中最常见的恒星类型。
这两颗恒星被统称为ILTJ1101,它们的轨道彼此非常接近,以至于它们的磁场相互作用,发射出所谓的长周期无线电瞬变,或LPT。以前,长时间的射电暴只能追溯到中子星,这是一颗巨大的恒星爆炸后留下的密集残留物。
但周三发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上的一项研究表明,这一发现表明,恒星对内恒星的运动也会产生罕见的lpt。
“我们第一次确定了哪些恒星在一种神秘的新类别‘长周期无线电瞬变’中产生无线电脉冲,”该研究的主要作者、澳大利亚悉尼大学的博士后学者Iris de Ruiter博士说。
天文学家说,对这个双星系统如此明亮、漫长的射电爆发的前所未有的观测仅仅是个开始。这一发现可以帮助科学家更好地了解哪种类型的恒星能够在宇宙中产生和发送无线电脉冲——在这种情况下,揭示两颗缠绕恒星的历史和动力学。
为了解开银河系之谜,德·瑞特设计了一种方法,在低频阵列望远镜(LOFAR)的档案中识别持续数秒到数分钟的无线电脉冲。LOFAR是一个遍布欧洲的射电望远镜网络。它是在地球上可探测到的最低频率上运行的最大的无线电阵列。
德·瑞特是在阿姆斯特丹大学读博士时开发出这种方法的,她在2015年的观察中发现了一个脉冲。然后,聚焦在同一片天空上,她又发现了六个脉冲。它们似乎都起源于一颗暗淡的红矮星。但德·瑞特并不认为这颗恒星能够自己产生无线电波。肯定有别的东西在煽动。
这些脉冲不同于快速射电暴,后者是非常明亮的、毫秒级的无线电波闪光。几乎所有的快速射电暴都起源于我们的星系之外,虽然其中一些是重复的,但许多似乎是一次性的事件,de Ruiter说。快速射电暴也更明亮。
西北大学天体物理学跨学科探索和研究中心的研究助理教授查尔斯·基尔帕特里克在一份声明中说:“无线电脉冲与快速射电暴非常相似,但它们的长度不同。”
“这些脉冲的能量比快速射电暴低得多,通常持续几秒钟,而快速射电暴只持续几毫秒。还有一个主要问题是,在长周期射电瞬变和快速射电暴之间是否存在连续的物体,或者它们是否是不同的种群。”
De Ruiter和她的同事们利用位于亚利桑那州霍普金斯山的MMT天文台的21英尺(6.5米)多镜望远镜,以及位于德克萨斯州戴维斯山脉麦克唐纳天文台的霍比-埃伯利望远镜上的LRS2仪器,对这颗红矮星进行了后续观测。
基尔帕特里克说,观测结果显示,这颗红矮星正在快速地来回移动,它的运动与无线电脉冲之间的两小时周期相吻合。这种来回运动是由于另一颗恒星的引力对红矮星的牵引。研究人员能够测量运动并计算伴星的质量,他们确定这是一颗白矮星。
研究小组发现,这两颗距离地球1600光年的恒星在围绕一个共同的重心运行时一起脉动,每125.5分钟完成一个轨道。
研究小组认为,脉冲背后可能有两个原因。要么是白矮星有一个强大的磁场,经常释放脉冲,要么是红矮星和白矮星在轨道上相互作用的磁场。
该团队计划观察ILTJ1101,并研究可能从该系统发出的任何紫外线,这可能会揭示更多关于这两颗恒星过去如何相互作用的信息。De Ruiter还希望研究小组能够在脉冲事件中观察到该系统的射电光和x射线,这可以阐明磁场之间的相互作用。
“目前,无线电脉冲已经完全消失了,但这些脉冲可能会在稍后的时间重新出现,”de Ruiter说。
该团队还在梳理LOFAR数据,寻找其他长脉冲。
“我们开始在我们的无线电数据中发现一些这样的LPTs,”该研究的合著者、牛津大学物理系的射电天文学家考斯图夫·拉杰韦德博士在一份声明中说。“每一个发现都告诉我们一些关于极端天体物理物体的新东西,这些物体可以产生我们所看到的无线电发射。”
在过去的几年里,其他研究小组已经发现了10个长无线电脉冲发射系统,他们正试图确定是什么产生了它们,因为这些脉冲都起源于银河系,“与我们以前所知道的任何东西都不一样,”德·瑞特说。
射电天文学家、澳大利亚科廷大学国际射电天文学研究中心副教授娜塔莎·赫尔利-沃克说,与脉冲星或快速旋转的中子星产生的短爆发不同,LPTs可以持续几秒钟到近一个小时。Hurley-Walker没有参与这项新研究。
“回顾过去,瞬态射电源刺激了天体物理学中一些最激动人心的发现:脉冲星和中子星的发现,快速射电暴的发现,释放了测量星系之间不可见物质的能力,现在发现了LPTs,就它们将告诉我们的东西而言,我们只是冰山一角,”Hurley-Walker通过电子邮件说。“让我着迷的是,现在我们知道这些来源的存在,我们实际上是在几十年前的历史数据中找到它们的——它们隐藏在人们的视线中。”
她说,用强大的射电望远镜扫描天空只会带来更多令人难以置信的发现。
“最大的可能是通过SETI发现技术特征,”Hurley-Walker谈到智能生命可能产生的信号时说,这是SETI研究所几十年来一直在寻找的东西。