Chime望远镜在其第一年的操作中检测到​​500多个神秘的快速无线电阵阵

©麻省理工学院

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为了欣赏快速的无线电爆发,在您指出无线电菜的位置和当您指出的位置,是非常幸运的。快速的无线电突发或FRB是奇怪的亮光闪烁,在电磁谱的无线电带中注册,在没有迹线的情况下消失前燃烧几毫秒。

这些短暂而神秘的灯塔已经在宇宙的各个遥远的地方被发现,也在我们的银河系中。它们的起源是未知的,它们的外观是不可预测的。自从2007年发现第一个射电暴以来,天文学家们在他们的望远镜里只看到了大约140次。

现在,位于不列颠哥伦比亚省的一个大型静止射电望远镜已将迄今为止发现的快速射电暴数量增加了近四倍。这台名为CHIME的望远镜是加拿大氢强度测绘实验(Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment)的项目,在2018年至2019年的第一年运行期间,已经探测到535次新的快速射电暴。

科学家们的Chime合作包括MIT的研究人员,已经组装了望远镜的第一个FRB目录中的新信号,他们将在本周在美国天文学会会议上展示。

新目录大大扩展了已知FRB的当前库,并且已经屈服于其属性的线索。例如,新发现的突发似乎落在两个不同的类中:重复的那些,以及那些没有的人。科学家确定了18个FRB来源,反复爆发,而其余似乎是一次性的。中继器也看起来不同,每个突发持续稍长,并且比单个非释放FRB的突发更长,并将更多的聚焦无线电频率发出。

这些观察结果强烈表明,中继器和一次性来自单独的机制和天体物理来源。随着更多的观察,天文学家希望很快能够把这些奇妙亮信号的极端起源钉在上面。

“在CHIME之前,总共发现的快速射电暴不到100个;现在,经过一年的观察,我们又发现了数百个,”CHIME成员、麻省理工学院物理系研究生Kaitlyn Shin说。“有了这些资源,我们就能真正开始了解快速射电暴的整体面貌,什么天体物理学可能驱动这些事件,以及如何利用它们来研究未来的宇宙。”

看到闪光

CHIME由四个巨大的抛物面无线电天线组成,其大小和形状大致相当于滑雪板的半管,位于加拿大不列颠哥伦比亚省的多米尼恩射电天体物理天文台。CHIME是一个静止的阵列,没有运动部件。随着地球的旋转,望远镜每天接收来自半边天的无线电信号。虽然大多数射电天文学是通过旋转的大盘子聚焦光从天空的不同部分,附和着,一动不动,在天空中,使用一个相关器和聚焦入射信号——一个强大的数字信号处理器,可以通过大量的数据,大约每秒的速度,相当于世界互联网流量的百分之几。

麻省理工学院的物理学助理教授Masui Kiyoshi说:“数字信号处理使CHIME能够同时重建和‘观察’数千个方向。”Masui将领导该小组的会议报告。“这是帮助我们比传统望远镜更频繁地探测快速无线电暴的原因。”

在运行的第一年,CHIME检测到535个新的快速无线电爆炸。当科学家们在地图上标出它们的位置时,他们发现这些爆发在空间中均匀分布,似乎来自天空的任何地方。根据CHIME能够探测到的快速无线电暴,科学家们计算出,在整个天空中,能够被CHIME这样的望远镜观测到的快速无线电暴的频率约为每天9000次——这是迄今为止对快速无线电暴总体频率的最精确估计。

“这就是这个领域的美丽事情 - FRBS真的很难看,但他们并不罕见,”Masui说,“Masui说,这是麻省理工学院的天体物理学和空间研究所的成员。“如果你的眼睛可以看到无线电闪烁你可以看到相机闪光的方式,如果你刚抬起头,你会一直在看到它们。”

绘制宇宙

随着无线电波横跨空间,任何星际气体或等离子体,沿途都可以扭曲或分散波的性质和轨迹。放射波分散的程度可以给出它通过它通过多少气体的线索,并且可能从其源头行驶多少距离。对于检测到的Chime,Masui和他的同事的每个535 FRB中的每一个都测量了它的分散,发现大多数突发可能来自遥远星系内的遥控源。爆发足以被Chime检测到足以检测到的事实表明他们必须是由极其精力的来源产生的。随着望远镜检测更多FRB,科学家希望能够识别到什么样的异国现象可以产生这种超快信号。

科学家们还计划使用突发,以及他们的分散估计,以映射整个宇宙中的气体分布。

“每个FRB都给了我们一些他们传播的信息以及他们传播的气体,”谢说。“凭借大量的FRBS,我们希望弄清楚天然气和物质在宇宙中非常大的尺度上分布。所以,与FRBS本身的神秘之处一起,FRBS的令人兴奋的潜力也是强大的宇宙学探讨未来。”

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这项研究得到了各种机构的支持,包括加拿大创新基金会、多伦多大学邓拉普天文和天体物理研究所、加拿大高级研究所、麦吉尔大学和麦吉尔空间研究所,通过Trottier家族基金会,以及英属哥伦比亚大学。

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