天文学家一直在寻找快速射电爆发(FRB)——来自外层空间的闪光无线电波,这种波只持续几毫秒。经过十多年的工作,我们仍然不知道是什么导致了它们,但它必须是非常强大的东西,因为它们显然走过了漫长的道路(数十亿光年)。
FRB很难研究,因为它们不可预测且难以检测。当你找到它时,你需要一个特殊的望远镜来获得正确的分辨率,以确定它来自哪个星系。
大多数FRB只出现一次,尽管其中有百分之几是“重复者”,它们在天空中的同一个地方再次出现(尽管没有规律)。
在今天在线发表的“科学”研究中,我们设法找到了一次性FRB的家族星系——这是第一次有人这样做。2017年,另一个团队确定了应答器的家乡星系,但这是(相对)容易的工作:它重复进行,所以你有机会将其他望远镜指向天空中的那个位置。我们的挑战要困难得多。
我们的FRB叫180924。我们确定它源自一个名为DES J214425.25-405400.81的星系,距离Grus(仙鹤)星座约40亿光年。
那我们该怎么办?
多年来,我们一直使用CSIRO的最新望远镜——澳大利亚广场千米阵列探测器(ASKAP ),来发现相当多的快速射电爆发。
但在过去的几个月里,我们一直在设置我们新的杀手级应用程序,这是一个“实时动作回放”,让我们第一次本地化FRB。
我们中的一个人(Shivani)在一个深夜工作,研究先前发现的FRB,并监测正在进行的ASKAP观测。大约凌晨1点,她注意到ASKAP的软件已经停止工作,ASKAP没有记录任何数据。她重启了软件,然后上床睡觉。
第二天早上,Shivani醒来,查看她的收件箱,看到ASKAP给她发了一条可爱的消息:它发现了一个FRB!
但这意味着更多:我们知道我们新的现场回放已经奏效,我们终于能够找到这个FRB的家了。
Keith也看到了ASKAP的消息,在他家欢呼,叫醒了他的孩子(他们一如既往的开心,从第一天开始就完成了父亲对FRB的追求)。
然后进行了十天的数据处理、编码、核对、复核。我们将停止这次爆发的姓名、地址和电话号码。
我们团队分成两组独立工作。到了最后检查的时候,我们把两张图放在一起,他们一致。这两个小组把这个FRB定位在天空的同一个地方。我们确保它的位置在一个星系的范围内。如果那里有一个星系,我们就会知道FRB的家。
家,甜蜜的家
我们搜索了光学图像档案,很快在正确的地方找到了一个星系。然后,我们通知我们在世界各地的合作者,当我们向他们展示一个星系时,他们一直在等待触发望远镜。
他们使用了世界上最大的三架光学望远镜——唐珂、南双子座的超大型望远镜和欧洲南方天文台——来制作星系的详细图像并拍摄光谱(他们给我们的距离)。
数据进来,一切都是惊喜。另一个我们不得不与之比较的“家”星系是转发器。我们的FRB星系要大1000倍,包含许多古老的恒星。
更重要的是,我们的FRB并不像一些天文学家预期的那样来自银河系中心,而是来自它的郊区(或者至少是郊区)。至少,这意味着我们的FRB不是由银河系中心的一个巨大黑洞产生的(这是众多想法之一)。
即使只有两个样本,我们也可以说FRB有多样的家族星系。
宇宙金矿
更重要的是,现在我们可以确定爆发的源头,我们可以把它们作为工具。
FRB在穿越空间时与物质相互作用,并被所有这些相遇所改变。我们可以“读懂”这些变化,结合FRB的来源,算出他们遇到了多少问题。
我们希望这将揭示天文学家多年来一直担心的所谓“失踪的东西”。这不是臭名昭著的“暗物质”(我们不知道它的性质),而是我们认为应该在太空中的常见重子物质,只是没有很好地被发现。最后,我们将能够理清我们的宇宙账户。
商店里有什么?
接下来的任务是定位许多FRB,以便对它们的宇宙演化、它们来自的星系类型有足够的了解,并最终解开它们起源的谜团。好戏才刚刚开始!会话
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