宇宙“神秘电波”源头找到了!毫秒内释出够人类用622亿年的能量

终于破解了:现代射电天文学最大奥秘——快速射电暴。

在星期三,《自然》连续的3篇论文中,展现了一项最新天文物理学的研究报告。天体物理学家正式宣布:首次在我们的银河系内探测到了宇宙射电波的爆发,并确定了它的来源。这项研究为宇宙的一个奥秘提供了新的线索。

这种名叫快速射电暴(fast radio bursts,简称FRBs)的强大无线电波,往往只会持续几毫秒,而从2007年,第一次发现、被探测到以来,都一直困扰着科学家们。在此之前,人们所观测到的快速射电暴,往往都是发生在银河系之外,这也意味着它们起源于我们所在星系之外。直到今年的4月28日,多台天文望远镜,在我们自己的星系中——银河系的同一区域,探测到令人振奋的、明亮的FRBs!更重要的是,他们锁定了电波的来源地:银河磁星 SGR 1935 + 2154!

这一发现,也标志着天文物理学家们,第一次能够直接追踪到磁星的信号。

从迷糊的过去,到今天的幸运,偶然破解宇宙的“神秘电波”

聊起FRBs,它的第一次发现,却仅是2007年的一场意外!射电天文学家罗瑞莫所带的本科生中,有一个名叫纳科维奇的小伙子,他负责给老师整理天文望远镜的档案数据,并搜寻那些死去的恒星所留下的遗骸——中子星,特别那些会发射辐射柱,远看就像在远处闪光的宇宙灯塔的脉冲星。

在对麦哲伦云的观测数据中,他却发现了神秘的东西——维系时间非常短暂、可却是一种非常明亮的脉冲,从源头上看却并非出自于麦哲伦云,而是来自一个更遥远的深空。

对于自己学生的奇特汇报,也勾起了罗瑞莫的兴趣,为此他进一步经过一番研究对比之后,确认这是一种新的宇宙现象。但就连罗瑞莫也不知道该如何用物理知识去理解它,但他知道自己捡到宝贝了,并将这种脉冲信号,称之为快速射电暴。

一开始对于这个新鲜玩意,大家也都是半信半疑,可当来自全世界各地的射电望远镜,再次观测并确认到这样特征的电波信号时,怀疑者也无话可说了!在此之后,天文物理学家们,前后发现不少于50多次FRBs的天文现象,可是由始至终,他们都没找到信号的发射源头。

而它几乎在瞬间内所爆发出强大的能量,也让它继黑洞之后,快速晋升为天文学界的“网红”头牌之一。为此,在国际学术领域,前赴后继地有不少专家们,对快速射电暴的起源提出了数十种“合理解释”,比如:强磁场的中子星、高度活跃的星系内核所迸发的能量、天体之间的相互碰撞所引发的偶然性事件,甚至,还有人提出了,这会不会是外星文明给我们人类所发出的特殊讯号呢?不过,这些假设都仅仅是理论的假设而已,并没有丝毫实际性的科学证据。

直到今天,磁星学说,找到了实际的观测数据与证据,困扰了天文物理学家们,十几年的谜底终于解开了!

这项最新的发现,也发表于《自然》杂志的三篇论文中,是通过将空间望远镜和地面望远镜的观测结果拼凑在一起得出的。

这次观测,几乎是被STARE2、CHIME和中国的500米口径的球面FAST三地同时捕捉到这惊人一刻。而恰好也是因为这一磁星,刚好处于一个“活跃期”,也正发射着 x 射线和伽马射线,所以FRBs的发现,也是上天给大家勤快的奖赏之一。

这一发现,究竟意味着什么?

你要明白,在目前宇宙中,它也算是我们所能探测到最强劲的能量束。这种几乎在瞬间爆发的无线电波,能在短短几毫秒时间内,释放出至少比我们的太阳1天整天所释放的能量还要多!而更厉害的快速射电暴,所释放的能量,甚至相当于太阳积攒一年所释放的能量。

这个当量到底有多吓人呢?比如,在蓝色星球上,目前全世界的人类,每一年总消耗的能量大约为 5 x 10^20(5万亿亿)焦耳,而太阳一秒钟所释放的能量大概是3.828 x 10^26焦耳。换算下来,太阳一秒所释放的能量,至少可管够我们地球人类用72万年,而快速射电暴,在短短几毫秒内,则释放出了管够我们全人类用622亿年的能量。由此可知,这家伙所携带的能量到底有多可怕!

想象一下,若有一天,我们破解其中的奥妙,并真正能利用上这些能量,会是一件让人多颤抖的事情。

最后一个问题:它是如何产生的?

突破性的新发现,也牵扯出新的问题!这就包括了:到底什么样的机制,才会让磁星产生“如此明亮”的FRBs同时,还罕见地让 x 射线爆发?

研究团队们,给出了他们猜测与推论:一个很有希望的可能性是,来自磁星的耀斑与周围的介质发生碰撞,从而产生这样强大的冲击波。

就不知道,专家们的这个答案你满意否?

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