美国宇航局望远镜正在解开神秘深空信号背后的秘密

利用该机构的两台 X 射线望远镜，研究人员能够放大一颗死亡恒星在释放明亮、短暂的无线电波时的不稳定行为。

是什么导致了来自深空的神秘无线电波爆发？ 天文学家可能距离找到这个问题的答案又近了一步。 二

“数据-gt-翻译属性=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]“ tabindex =“0”角色=“链接”>美国宇航局 X射线望远镜最近观察到了一个这样的事件——被称为快速射电爆发——在它发生的前后仅几分钟。 这种前所未有的观点使科学家们走上了更好地了解这些极端无线电事件的道路。

虽然它们只持续几分之一秒，但快速射电爆发所释放的能量大约相当于太阳一年释放的能量。 它们的光还形成类似激光的光束，使它们与更混乱的宇宙爆炸区分开来。

快速射电暴的来源

由于爆发非常短暂，因此通常很难确定它们来自何处。 2020 年之前，那些被追踪到来源的恒星起源于我们自己的银河系之外——距离太远，天文学家无法看到它们的创造者。 然后一个 地球家乡星系爆发快速射电爆发，起源于一种称为磁星的极其致密的物体——爆炸恒星的塌陷残骸。

了解磁星行为

2022 年 10 月，同一个磁星（称为 SGR 1935+2154）产生了另一个快速射电暴，对此进行了详细研究 NASA 更好 （中子星内部构成探索者） 国际空间站 和 努星 （核光谱望远镜阵列）位于近地轨道。 望远镜对磁星进行了数小时的观察，瞥见了快速射电爆发前后源物体表面及其周围环境发生的情况。 2 月 14 日发表在期刊上的一项新研究描述了这一结果 自然，是 NASA 望远镜如何能够 一起工作 观察并跟踪宇宙中短暂的事件。

在这位艺术家的概念中，磁星在喷射过程中会导致其旋转减慢，其物质正在向太空中流失。 磁星强大的扭曲磁场线（以绿色显示）可以影响带电物质从该物体（中子星的一种）的流动。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

当磁星突然开始旋转得更快时，爆发发生在两次“故障”之间。 SGR 1935+2154 估计宽约 12 英里（20 公里），每秒旋转约 3.2 次，这意味着其表面的移动速度约为 7,000 英里/小时（11,000 公里/小时）。 减慢或加速它需要大量的能量。 这就是为什么研究作者惊讶地发现，在故障之间，磁星在短短九小时内就减慢到低于故障前的速度，或者比在磁星中观察到的速度快约 100 倍。

台湾国立彰化教育大学天体物理学家、这项新研究的主要作者胡金平说：“通常，当发生故障时，磁星需要数周或数月才能恢复正常速度。” “很明显，这些物体发生的事情的时间尺度比我们之前想象的要短得多，这可能与射电爆发的产生速度有关。”

磁星物理学

当试图准确拼凑出磁星如何产生快速射电爆发时，科学家们发现 有很多变量需要考虑。

例如，磁星（这是一种 中子星）的密度如此之大，以至于一茶匙的材料就有重量 地球上大约有十亿吨。 如此高的密度也意味着强大的引力：棉花糖落在典型的物体上

“数据-gt-翻译属性=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>中子星 会产生早期原子弹威力的影响。

强大的引力意味着磁星的表面是一个不稳定的地方， 定期发布 X射线和高能光的爆发。 在 2022 年发生快速射电爆发之前，磁星开始释放 X 射线和伽马射线（甚至更高能波长的光），这些都是在高能太空望远镜的周边视野中观察到的。 活动的增加促使任务操作员指出更好和

“数据-gt-翻译属性=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]“ tabindex =“0”角色=“链接”> NuSTAR 直接对准磁星。

该研究的合著者、该研究所的研究科学家 Zorawar Wadiasingh 表示：“原则上，在这次故障之前发生的所有 X 射线爆发都具有足够的能量来产生快速无线电爆发，但它们没有。” 马里兰大学学院公园分校， 和 美国宇航局戈达德太空飞行中心。 “因此，在经济放缓期间，情况似乎发生了变化，创造了合适的条件。”

SGR 1935+2154 还可能发生什么来产生快速射电爆发？ 一个因素可能是磁星的外部是固体，高密度将内部压碎成一种称为超流体的状态。 有时，两者会不同步，就像水在旋转的鱼缸里晃动一样。 当这种情况发生时，流体可以向地壳传递能量。 论文作者认为这很可能是导致快速无线电爆发的两次故障的原因。

如果最初的故障导致磁星表面出现裂缝，它可能会像火山喷发一样将恒星内部的物质释放到太空中。 失去质量会导致旋转物体减慢，因此研究人员认为这可以解释磁星的快速减速。

对未来研究的影响

但是，由于仅实时观察到了其中一个事件，该团队仍然无法确定这些因素中的哪一个（或其他因素，例如磁星强大的磁场）可能会导致快速射电爆发的产生。 有些可能根本没有连接到突发。

“毫无疑问，我们观察到了一些对我们理解快速射电爆发很重要的东西，”戈达德实验室研究员、专门研究磁星的 NICER 科学团队成员乔治·尤尼斯 (George Younes) 说。 “但我认为我们仍然需要更多的数据来解开这个谜团。”

参考文献：“围绕磁星快速射电爆发的快速自旋变化”作者：Chin-Ping Hu、Takuto Narita、Teruaki Enoto、George Younes、Zorawar Wadiasingh、Matthew G. Baring、Wynn CG Ho、Sebastien Guillot、Paul S. Ray、Tolga Güver ，Kaustubh Rajwade、Zaven Arzoumanian、Chryssa Kouveliotou、Alice K. Harding 和 Keith C. Gendreau，2024 年 2 月 14 日， 自然。
DOI：10.1038/s41586-023-07012-5

关于使命的更多信息

NuSTAR 是一项小型探索任务，由加州理工学院牵头，由 NASA 位于南加州的喷气推进实验室为该机构位于华盛顿的科学任务理事会管理，NuSTAR 是与丹麦技术大学和意大利航天局 (ASI) 合作开发的。 该航天器由位于弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司建造。 NuSTAR 的任务运营中心位于

“数据-gt-翻译属性=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>加州大学伯克利分校，官方数据档案位于美国宇航局戈达德太空飞行中心的高能天体物理学科学档案研究中心。 ASI 提供任务地面站和镜像数据档案。 加州理工学院管理

“数据-gt-翻译属性=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]“ tabindex =“0”角色=“链接”> JPL 对于美国宇航局来说。