#你不知道的科学那些事儿# 【这个宇宙“神秘电波”源头找到了!中外科学家首次确定一个快速射电暴起源于磁星】快速射电暴是宇宙中的一种无线电波瞬间爆发,持续时间通常只有几毫秒,却能释放出相当于太阳一天甚至一年内释放的能量。它们往往“神龙见首不见尾”,出现一次,便再无踪迹。

作为近年来天文学界新晋“网红”,国际科学界对快速射电暴的起源提出了数十种“合理解释”,如强磁场中子星、高度活跃的星系内核、天体之间的相互碰撞,甚至不乏科学家提出它们是外星文明发出的讯号。但直接观测证据一直缺乏。

11月5日,在发表于《自然》的3篇论文中,中外科学家通过多个卫星及地面望远镜的观测认为,银河系内的一颗磁星是今年观测到的一个快速射电暴的起源。这是人类首次确定一个快速射电暴的起源,也是首次在银河系内观测到快速射电暴。

磁星“引擎”获证实

今年4月28日,一个无线电信号快速地划过宇宙,被加拿大氢强度测绘实验(CHIME)望远镜和美国瞬态天文射电发射测量2号(STARE2)望远镜捕捉到。根据发现时间,它被命名为“FRB200428”。

尽管它只闪烁了千分之一秒,科学家还是通过多个频段的测量确定了其来源——银河系内正处于活跃期的一颗磁星SGR 1935+2154。

长期以来,关于快速射电暴的来源,科学家一直有不同的推测。其中,磁星驱动理论受到广泛支持。磁星是高度磁化的年轻中子星(超新星爆炸后的致密星遗迹),表面磁场可超过1014高斯,其衰变据认为能够给射电暴、X射线、γ射线等一系列高能现象提供动力。以此次发现的活跃磁星为例,CHIME团队的Daniele Michille表示,它的磁场强到足以“把一个原子挤压成铅笔状”。

那么,这次发现是否说明快速射电暴全部来源于磁星呢?美国内华达大学拉斯维加斯分校教授张冰在接受《中国科学报》采访时表示,一个极端看法是宇宙中所有的快速射电暴都是由磁星产生的;另一个则是不否定“大自然的创造力”,存在不止一个起源。

据介绍,快速射电暴起源的相关模型有50多个,主流理论多指向大型致密天体,除磁星外,还有中子星碰撞、中子星与黑洞碰撞或黑洞碰撞等产生的“灾变性”快速射电暴,非主流模型则有外星文明讯号等。不过,这些均未得到验证。

“快速射电暴模型的丰富反映了对其实测约束的缺乏,很大原因是过去发现的爆发都在银河系外,距离遥远。”中国科学院国家天文台研究员李菂告诉《中国科学报》。他与张冰及来自北师大、北大等十几家国内外单位的合作者同一天在《自然》发表了中国“天眼”500米口径球面射电望远镜(FAST)对这一磁星的监测结果。“此次河内射电爆发的发现以及包括‘中国天眼’及‘慧眼’卫星在内多个设备对其的深度观测,提供了前所未有的信息。”他说。

珍稀的河内信号

与国外科学家同步,FAST团队一直在用“天眼”密切监视着磁星SGR 1935+2154的动态。“从4月15日到28日,我们分4个时段共计8小时监测它能否产生快速射电暴,或类似事件。”该研究第一作者、北京师范大学天文系讲师林琳在接受《中国科学报》采访时介绍。

有些遗憾的是,FAST的观测窗口错过了FRB 200428。尽管如此,它记录了在磁星高能爆发时段,特别是29个软γ射线爆发时的灵敏监测数据,有助于了解引起快速射电暴的背景。

“磁星的高能爆发有很多,是不是所有的高能爆发都会产生快速射电暴?什么样的物理机制下才会产生?我们的观测正好给出了它产生的背景。”该研究共同通讯作者、北京大学科维理天文与天体物理研究所副教授李柯伽说。

FAST团队的研究表明,大部分磁星会产生高能爆发,如γ射线爆发,并不会产生快速射电暴。原因是什么呢?他们在文中讨论了几种可能性:快速射电暴的射流比高能发射更准直,它们中的大多数都错过了地球;其低频爆发光谱较窄,脱离了FAST波段范围;其超高亮度和温度辐射机制的条件不一定总能得到满足。

这是中外团队首次证明磁星可以在银河系内近距离产生快速射电暴。STARE2团队通讯作者、美国加州理工大学的Christopher Bochenek在接受《中国科学报》采访时解释说,“如果快速射电暴来自磁星,磁星与恒星的形成有关,而银河系没有‘足够可怕’的恒星形成,这种现象就比较少”。

据了解,此次观测到的FRB200428总能量比此前观测到的河外快速射电暴的亮度低三个数量级。专家表示,此次河内的无线电脉冲发现极大地拓展了人们的认知空间,更有利于了解这种信号背后的秘密。

国际协作 中国同步

起步晚,进步快。快速射电暴起源及相关研究已经成为当前天文学界的新“网红”。

2001年7月,一个持续5毫秒的明亮射电暴抵达澳大利亚的Parkes望远镜,2007年,它被西弗吉尼亚大学天文学家Duncan Lorimer确认,成为当时唯一的此类爆发事件。直到2013年发现多个信号后,天文学家才相信它是一种真正的天体物理学事件,并将其命名为快速射电暴。

据介绍,目前发现的快速射电暴已达到1000量级。“大约每半年,人们对快速射电暴的了解就会经历一个巨大的飞跃。”张冰在同期发表于《自然》的特邀综述文章中写道,该领域的繁荣还表现在出版物和引文的稳步增长上,已经超过了伽马射线爆发领域早期的水平。

尽管如此,关于快速射电暴的起源仍有许多悬而未决的关键问题。例如,是否所有快速射电暴都会重复?它们的动力来源是否来自磁星“引擎”之外?磁星是如何产生快速射电暴的?回答这些问题都非易事。

有利的一面是,国际天文学界正在开展日益密切的协同观测,此次发现FRB200428的起源就是一个例证。“这说明当国际科学家团队聚集在一起,以不同的方式研究一个现象时,会让我们更深入地了解它。”Bochenek说,除了FAST、CHIME、STARE2之外,中国的“慧眼”X射线卫星,位于中国、西班牙、新西兰的BOOTES望远镜阵列,以及美国的LCOGT 望远镜等在这一发现中也发挥了重要作用。

在国内,开放的天文学研究设备正在吸引跨研究机构和学科领域的科研人员深入合作。“我们有世界一流的科学装置,比如FAST口径大、灵敏度高,可以看到近处更暗的和宇宙更深处的快速射电暴,这都是别人做不了的。”林琳说。同时,从观测到数据处理再到理论解释,FAST联合观测团队中专家间的高效协作,以及该团队与“慧眼”团队的流畅沟通,也让她印象深刻。

射电暴观测项目作为一个为期5年的FAST优先重大计划今年刚刚启动,将进一步深入观测射电暴事件,探测它们的起源,追溯它们的辐射方式。“这是一个很重要的前沿方向,对宇宙深处快速射电暴的观测,将为人们了解宇宙增添一个新工具。FAST正在作独特的重要贡献。”FAST首席科学家李菂说。

在这一方面,除“天眼”“慧眼”外,目前在建的长波段射电望远镜阵列“天籁”以及引力波探测器“天琴”“阿里”等未来也将加入快速射电暴协同观测阵列,通过多波段协同,了解这种神秘“宇宙电波”的秘密。

相关论文信息:

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《中国科学报》 (2020-11-05 第1版 要闻)https://t.cn/A6Gqe4XE

#经典语录##冰心诞辰120周年#
冰心经典语录66句,句句真挚温暖

【1】:沉默着罢! 在这无穷的世界上 弱小的我 原只当微笑 不应放言。 ——冰心 《春水》
【2】:我自己是凡人,我只求凡人的幸福 ——冰心
【3】:我的朋友!为什么说我“默默”呢?世间原有些作为,超乎语言文字之外。 ——冰心 《繁星·春水》
【4】:我的心, 孤舟似的, 穿过了起伏不定的时间的海。 ——冰心 《繁星·春水》
【5】:快乐是一抹微云,痛苦是压城的乌云,这不同的云彩,在你生命的天边重叠着,在“夕阳无限好”的时候,就给你造成一个美丽的黄昏。 ——冰心 《霞》
【6】:愿你的生命有够多的云翳,造成一个美丽的黄昏。 ——冰心 《冰心散文集》
【7】:生离-是朦胧的月日, 死别-是憔悴的落花。 ——冰心 《繁心·春水》
【8】:命运如同海风—— 吹着青春的舟 飘摇的 曲折的 渡过了时间的海。 ——冰心 《春水》
【9】:假如生命是乏味的,我怕有来生!假如生命是有趣的,今生已是满足的了。 ——冰心 《往事》
【10】:冠冕?是暂时的光辉,是永久的束缚。 ——冰心 《繁星·春水》
【11】:只是一颗孤星罢了! 在无边的黑暗里 已写尽了宇宙的寂寞。 ——冰心 《春水》
【12】:May there be enough clouds in your life to make a beautiful sunset. 愿你生命中有够多的云翳,来造成一个美丽的黄昏。 ——冰心 《谈生命》
【13】:倘若世间没有风和雨,这枝上繁花,又归何处?只惹得人心生烦厌。 ——谢婉莹 《繁星·春水》
【14】:少年的梦想是风的梦想,青春的思念是长长的思念。 ——冰心
【15】:母亲啊!你是荷叶,我是红莲,心中的雨点来了,除了你,谁是我在无遮拦天空下的荫蔽? ——冰心
【16】:为着后来的回忆,小心着意地描绘你现在的图画 ——冰心 《冰心散文集》
【17】:走在生命的两旁,随时撒种,随时开花。让穿枝拂叶的行人,踏着荆棘,不觉得痛苦,有泪可落,却不是悲凉。 ——冰心 《赠葛洛》
【18】:修养的花儿在寂静中开过去了,成功的果子便要在光明里结实。 ——冰心
【19】:爱在左,同情在右,走在生命路的两旁,随时撒种,随时开花,将这一径长途点缀得香花弥漫,使穿枝拂叶的行人,踏着荆棘,不觉痛苦;有泪可落,也不觉是悲哀。 ——冰心 《寄小读者》
【20】:童年是梦中的真,是真中的梦,是回忆时含泪的微笑。 ——冰心
【21】:弱小的草呵! 骄傲些罢, 只有你普遍的装点了世界。 ——冰心 《繁星》
【22】:星星——只能白了青年人的发,不能灰了青年人的心。 ——冰心 《繁星·春水》
【23】:成功的花, 人们只惊羡她现时的明艳! 然而当初她的芽儿, 浸透了奋斗的泪泉, 洒遍了牺牲的血雨。 ——冰心 《繁星·春水》
【24】:言论的花儿,开的愈大。 行为的果实,结的愈小。 ——冰心 《繁星》
【25】:记忆是时间停留在过去的影子。为了未来的记忆,请着手你现在的画。 ——冰心
【26】:如果今生是有趣,那么今生已经足矣。如果今生是无味的,那么我不要来生。 ——冰心
【27】:爱在左,同情在右,走在生命的两旁,一边撒种,一边开花,将这一径长途,点缀的香花弥漫,让其中穿枝拂叶的行人,踩着荆棘,却不觉得痛苦,有泪可流,却不显悲凉。 ——冰心
【28】:如果你的心简单,那么这个世界也就简单。 ——冰心
【29】:聪明人! 在这漠漠的世上 只能提着“自信”的灯儿 进行在黑暗里。 ——冰心 《春水》
【30】:心是冷的 泪是热的 心--凝固了世界 泪--温柔了世界 ——冰心 《繁星春水》
【31】:愿你的生命有够多的云翳,造成一个美丽的黄昏。 ——冰心 《冰心散文集》
【32】:人从枝上折下花来,供在瓶里。到了结果的时候,却对着空枝叹息。 ——冰心 《繁心·春水》
【33】:“家”是什么, 我不知道; 但烦闷——忧愁, 都在此中融化消灭。 ——冰心 《繁星》
【34】:这无收束的尘寰,可有众生归路; 世界上,来路便是归途,归途也成来路。 ——冰心 《繁星·春水》
【35】:群里的欢笑掩不过静里的悲哀。 ——冰心
【36】:沉默里,充满了胜利者的凯歌。 ——冰心 《繁星·春水》
【37】:向日葵对那些未见过白莲的人 承认他们是最好的朋友 白莲出水了 向日葵低下头了 她亭亭的傲骨 分别了自己 ——冰心 《繁星》
【38】:婴儿 是伟大的诗人 在不完全的言语中 吐出最完全的诗句 ——冰心 《繁星·春水》
【39】:繁星闪烁着——深蓝的天空,何曾听得见他们对话?沉默中,微光里,他们深深的互相颂赞了。 ——冰心 《繁星·春水》
【40】:走呵!即或走不到,人生不过是这么一回事。 ——冰心 《冰心散文集》
【41】:春何曾说话呢? 但她那伟大潜隐的力量 已这般的 温柔了世界了! ——冰心 《春水》
【42】:襟上兰花气息,绕到梦魂深处。 ——冰心 《繁心·春水》
【43】:无希望的永古不失
【44】:眼愈多流泪而愈见清明,心因饱经忧患而愈加温厚。 ——冰心
【45】:雨后的青山,好像泪洗过的良心。 ——谢冰心
【46】:我的朋友 不要让春风欺哄了你 花色原不如花香啊! ——冰心 《春水》
【47】:墙角的花! 你孤芳自赏时 天地便小了。 ——冰心 《春水》
【48】:玫瑰花的刺, 是攀摘的人的嗔恨, 是她自己的慰乐。 ——冰心 《繁星》
【49】:我不会弹琴/我只默默的听着/我不会绘画/我只沉寂的看着/我不会表现万全的爱/我只虔诚的祷告着…… ——冰心 《春水》
【50】:有爱,就有了一切。 ——冰心
【51】:读书好,好读书,读好书。 ——冰心 《忆读书》
【52】:母亲,倘若你梦中看见一只很小的白船儿, 不要惊讶他无端入梦。 这是你至爱的女儿含着泪叠的, 万水千山,求他载着她的爱和悲哀归去。 ——冰心 《写给母亲的诗》
【53】:在模糊的世界里——我忘了最初的一句话,也不知道最后一句话。 ——冰心 《繁星春水》
【54】:诗人从她的心中 滴出快乐的忧愁的血。 在不知不觉里 已成了世界上同情的花。 ——冰心 《繁星·春水》
【55】:童年呵!是梦中的真,是真中的梦,是回忆时含泪的微笑。 ——冰心 《繁星·春水》
【56】:生命何其实在,又何其飘忽?她如迎面吹来的朔风,扑到脸上时,明明觉得彻骨劲寒,她又匆匆吹过,飒飒的散到林子里,到天空中,渺无来因去果,纵骑着快马,也无处追寻。 ——冰心 《往事》
【57】:白的花胜似绿的叶 浓的酒不如淡的茶 ——冰心 《繁星·春水》
【58】:愿你生命中有够多的云翳,来造成一个美丽的黄昏。 ——冰心 《谈生命》
【59】:然而我不敢说来生,也不敢信来生 ——冰心 《谈生命》
【60】:心灵的灯,在寂静中光明,在热闹中熄灭。 ——谢婉莹 《繁星·春水》
【61】:风呵! 不要吹灭我手中的蜡烛 我的家远在这黑暗长途的尽处 ——冰心
【62】:青年人!信你自己罢!只有你自己是真实的,也只有你自己能创造你自己。 ——冰心 《繁星》
【63】:冷静的心,在任何环境里,都能建立了更深微的世界。 ——冰心
【64】:成功的花朵,人们只知道它的娇艳,却不知道当初它的芽儿,沐浴了奋斗的泪泉,洒遍牺牲的血雨 ——冰心
【65】:爱在左,同情在右,走在生命的两旁,随时播种,随时开花b ——冰心
【66】:不是每一道江流都能入海,不流动的便成了死湖;不是每一粒种子都能成树,不生长的便成了空壳!生命中不是永远快乐,也不是永远痛苦,快乐和痛苦是相生而成的。等于水道要经过不同的两岸,树木要经过常变四时。在快乐中我们要感谢生命,在痛苦中我们也要感谢生命。快乐固然兴奋,苦痛又何尝不美丽? ——冰心 《谈生命》

#爱豆V力量# z #爱豆能量月# 你的笑温暖我的心,你的快乐是我心愿,你的幸福是我春天 @卡布叻_周深深深你在绽放,不是像摩斯密码一样断断续续,而是像直线一样无限延长,连续不断。你在发光,不是美国电影里的反光体,而是每天清晨照亮大地的光,照射在雨林中,会因丁达尔效应而产生光线。照射在深海中,会因光的折射而呈现。照耀着每一颗生米,感动着每一块布丁就像《三体》里,申玉菲对汪淼说过的一句话“整个宇宙将会为你闪烁”,我要曲解文意了。你的努力,你的才华,你的美貌,你终将熠熠生辉。未来,每一颗星的星光都会为你而照耀,整个宇宙都将为你闪烁


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