神秘快速射電暴或來自幾十億光年之外的黑洞或中子星
新浪科技訊 北京時間1月17日消息，據國外媒體報道，在受其困擾十幾年後，天文學家也許終於發現了反覆出現的「外星人信號」、即快速射電暴（簡稱FRBs）的來源。
這些極強的脈衝似乎來自一處黑洞，或一顆距地球30億光年的、能量極高的中子星。
科學家認為，這意味著他們又發現了一處「極端環境」，屬於宇宙中目前觀察到磁化程度最高的區域之一。不過，專家尚未將其它反常規的解釋排除在外，如這些信號來自外星文明等。
快速射電暴是一系列來自遙遠未知信號源的短暫、明亮的射電脈衝。2007年，天文學家在分析澳大利亞帕克斯望遠鏡於2001年收集的數據時，首次發現了這一現象。帕克斯望遠鏡直徑達64米。1969年，它負責接收阿波羅11號登月時的直播圖像，因此聞名於世。不過，它首次探測到的快速射電暴、以及之後確認的20多次強烈射電脈衝，卻令天體物理學家困惑不已。
由FRB 121102發出的反覆射電暴也許來自30億光年外一處星系中的黑洞或中子星。
專家認為，這些強大的脈衝信號也許來自30億光年外一處星系中的黑洞或中子星。
快速射電暴的問題在於，它們大多為隨機出現，且持續時間僅有幾毫秒，難以用射電和光學望遠鏡進行常規探測和後續觀測。目前只有一次快速射電暴存在反覆現象，名為FRB 121102，位於距地球30億光年的一處星系中。自從2012年首次發現它以來，天文學家已經觀察到了超過200次來自FRB 121102的高能射電暴。
一支包含加州大學伯克利分校「突破聆聽」項目團隊成員在內的國際性研究團隊利用美國西弗吉尼亞州的綠岸望遠鏡，對FRB 121102展開研究。他們發現，構成射電暴的電磁波均來自一類具有獨特規律的天體。這說明它們的源頭存在極強磁場，類似於黑洞或中子星周圍的情況。而我們只在巨型黑洞（比如星系中心處的黑洞）周圍發現過這些規律。
參與該研究的維多利亞·卡斯比（Victoria Kaspi）表示：「我收到郵件後，反覆讀了好幾遍，才明白它在說什麼。」
「我一直在想，『不可能啊，這肯定弄錯了。』」
「我們發現的現象顯然位於某個極端環境中，而該極端環境產生的現象也許正是近年來天體物理學最重要的未解之謎之一。」
「如果你在極端環境中發現了一個極端天體，這難道僅僅是巧合嗎？」
「快速射電暴會產生劇烈的射電波爆炸，而我們尚不清楚它發生的原因。」
「也許這正是一條解開爆炸機制的線索。」
這些發現證實了荷蘭一支天文學家團隊的觀測結果。後者利用波多黎各阿雷西博天文台的威廉·E·戈登望遠鏡，探測到了極性射電暴現象。
去年八月，綠岸望遠鏡在短短5小時內便探測到了15起快速射電暴。這張動圖記錄了其中的14次，從中可以看出其光譜之分散、區別之明顯。
荷蘭團隊與突破聆聽項目團隊均認為這些快速射電暴也許源自一顆磁場強度極大、不斷旋轉的中子星，即所謂的「磁星」（magnetar），且附近還有一個正在發展壯大的巨型黑洞。
還有一種異想天開的解釋，認為快速射電暴是先進外星文明發出的高能信號。這也是網路投資家尤里·米爾納（Yuri Milner）為突破聆聽項目投資1億美元（約合6.49億人民幣）、搜索外星智慧生命的原因。
扎加博士補充道：「我們不能徹底排除快速射電暴與外星人有關的可能性。」
這些短時射電暴的持續時間從30微秒到9毫秒不等，說明信號源的直徑可能只有10公里，這是中子星的正常大小。
中子星是質量為太陽10至29倍的大型恆星坍縮後的內核，是已知最小、密度最大的星星。磁星則是中子星的一種，擁有極強的磁場。
專家指出，磁星很可能是快速射電暴的來源。磁星與原始恆星爆炸並形成磁星時釋放出的粒子云發生相互作用，從而產生快速射電暴。此外，磁星與中子星或脈衝星生成的高磁力風之間的相互作用也可能產生快速射電暴。
目前為止，突破聆聽項目已經記錄了十餘次快速射電暴的數據，包括FRB 121102，並計劃對已知的30多處快速射電暴來源全部展開抽樣調查。
該項目給綠岸望遠鏡分配了十幾個小時的觀測時長，用於記錄來自FRB 121102的射電信號。去年八月，該望遠鏡在短短5小時內便探測到了15起快速射電暴。研究人員在分析其中最明亮的兩次後，發現了快速射電暴的獨特方向性。
而在將注意力轉向其它快速射電暴來源之前，研究團隊計劃先對FRB 121102展開更多觀測。
一些人認為快速射電暴是外星人發出的信號。研究顯示，此類現象也許每秒都在發生。在這幅藝術家繪製的概念圖中，藍點便代表著快速射電暴信號。
假如這種神秘現象的確是外星生命存在的跡象，那麼這批最新觀測結果便說明，該現象遠比此前認為的普遍得多。
扎加博士稱，他們想在更高頻率下進行觀測，最高可達12千兆赫茲，觀察能量在頻率較高時是否會下降。相比之下，目前用綠岸望遠鏡的觀測只有4至8千兆赫茲。他認為這有助於縮小可能的信號源範圍。
他還補充道：「我們想開展完整的抽樣調查，以便在搜尋調製模式或窄帶信號時進行標準SETI（搜尋地外文明計劃）分析。這類信號包括任何無法由自然界產生的、載有信息的信號。」
科學家認為，快速射電暴實際比我們觀測到的頻繁得多。一些科學家估計，每天來自四面八方的快速射電暴或多達1萬次。
而我們仍不清楚如此短暫而迅猛的射電暴是如何產生的，這個謎團一直困擾著科學家。假如這種神秘現象的確是外星生命存在的跡象，那麼這批最新觀測結果便說明，該現象遠比此前認為的普遍得多。
哈佛·史密森天體物理中心的研究人員對可觀測宇宙中可能出現的快速射電暴數量做了估算。結果顯示，每秒至少會發生一次快速射電暴。
科學家首次探測到快速射電暴之前，從未見過與之類似的現象。自此之後，他們又檢測到了幾十次快速射電暴，但仍不了解此類快速而強大的射電信號的來源。
本次研究由哈佛·史密森天體物理中心的阿娜斯塔西婭·斐亞科夫（Anastasia Fialkov）表示：「如果宇宙中發生快速射電暴的頻率真的這麼高，太空就會像狗仔隊抓拍明星時的閃光燈一樣熱鬧非凡。」
「只不過這些『閃光燈』不是肉眼可見的光線，而是射電波。」
「就在喝下一杯咖啡的時間裡，宇宙中也許已經發生了數百次快速射電暴。」該研究的共同作者阿維·勒伊布（Avi Loeb）說道，「假如我們能深入研究其中的一小部分，就能弄清它們的來源了。」
為進行估算，科學家假設位於30億光年之外的FRB 121102可以代表所有快速射電暴。由於FRB 121102自2012年被首次發現以來，一直在重複產生快速射電暴，因此科學家能夠展開更加詳細的研究。
利用這些信息，科學家成功估算出了整個可觀測宇宙中可能存在的快速射電暴數量。
雖然快速射電暴的本質尚不得而知，但大多數科學家認為，該現象源自數十億光年之外的星系。一種主流觀點認為，快速射電暴是擁有極強磁場、且快速旋轉的年輕中子星的副產物。
斐亞科夫和勒伊布指出，無論我們能否充分了解快速射電暴的起源，都可以藉助它們研究宇宙的結構與演變。許多遠道而來的快速射電暴還可幫助我們了解極遠處的物質。這些物質往往會干擾宇宙微波背景（即宇宙大爆炸殘留的輻射）發出的信號。
若針對此類物質開展詳細研究，我們應當能更透徹地了解宇宙的基本成分，例如普通物質、暗物質與暗能量的相對含量等，這些都會影響宇宙的膨脹速度。
快速射電暴還可用來追蹤宇宙大爆炸之後的降溫過程中、將早期宇宙中瀰漫的氫原子「霧氣」分解為自由電子與質子的神秘機制。大多數科學家認為，首批產生的恆星發出的紫外線可將氫氣電離，從而清除「霧氣」，讓紫外光得以向外擴散。而研究遙遠的快速射電暴可幫助科學家研究「再電離」過程發生的地點、時間和方式。
「快速射電暴就像極為明亮的閃光燈，能夠穿透這些霧氣，即使相隔甚遠也能看見它們。」斐亞科夫博士補充道，「這可以幫助我們以一種全新的方式研究宇宙『黎明時期』。」（葉子）
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