天文學家探測到宇宙放「煙火」：或由黑洞蒸發產生

作者:Charles Q. Choi,發表於2016年11月17日周四

（謝頓/編譯）天文學家探測到了宇宙中無線電波最明亮的一次瞬間爆發。比起之前探測到的類似神秘現象，此次爆發地的位置被更加精準的確定。

研究人員補充說，這種爆發極其明亮，能夠照亮星系之間的大量氣體，這對解釋銀河系的形成及演化來說很關鍵。而關於銀河系的形成和演化的大部分知識都是未知的。在2007年，天文學家在射電波段接受到來自太空隨機位置（可能是來自銀河系外）的強脈衝信號，持續時間僅僅幾毫秒。這些快速射電暴（FRB）在一瞬間釋放出的能量比太陽幾個小時、幾天或幾周釋放的能量還要多。

雖然在過去的十年中，研究人員已經探測到的該現象不到20次，但是他們估計整個宇宙中每天發生的快速射電暴，可能會多達一萬次。科學家們已經提出十幾種可能的解釋，來研究到底是什麼導致了快速射電暴的發生。他們考慮了黑洞蒸發、中子星相撞、磁星（高度磁化的中子星）星震產生的能量。位於帕薩迪納的加州理工大學天文學家Vikram Ravi也是本項研究論文的共同作者，他認為目前我最認同的理論是快速射電暴由星系中心的超大質量黑洞產生。

然而，快速射電暴的起源仍然是一個謎，因為爆發時間太短，所以很難精確定位它們來自哪裡。此外，迄今為止，天文學家還無法將這些射電爆發現象與其它波段下觀測到的任何天體聯繫起來，這其中可能隱藏著關於導致射電暴產生的線索。研究快速射電暴，實例觀測顯得非常重要，很快，科學家就有了新的發現。2015年，科學家使用澳大利亞64米直徑的帕克斯射電望遠鏡觀測一個毫秒級脈衝星時發現新的快速射電暴，並將其命名為FRB 150807。這個毫秒級脈衝星是高度磁化的中子星，可發射出無線電脈衝，每秒旋轉1000次。

天文學家Ravi認為：「FRB 150807比典型的快速射電暴還要強一百倍，相當於太陽在一個月內釋放的能量總和。」蒙特利爾麥克吉爾大學的天體物理學家Victoria Kaspi（並未參與此項研究）認為：「令人驚訝的是，考慮到之前探測到數個能量微弱的快速射電爆，宇宙中可能還存在更多能量更加強大的快速射電暴。由此推測，能量更強的快速射電暴應該是普遍存在於宇宙中。」

FRB 150807給科學家留下了深刻印象，研究人員使用兩座大型陸基望遠鏡（譯者註：分別為日本國家天文台8.2米直徑斯巴魯望遠鏡和澳大利亞緊湊射電陣）都同時探測到這次爆發，這一「幸運的瞬間」與爆發產生的閃光的亮度一起幫助科學家將其空間位置確定於一個很小的天區內。相比之下，從地球上看，一個滿月所覆蓋的面積大約為720平方角分。

科學家們將這次爆發的起源位置縮小到三顆恆星和六個星繫上，最亮也是最有可能的「候選者」是一個被稱為VHS7的星系，VHS7星系距地球差不多有32.5億到65億光年。這些研究結果已經發表在11月17日的《科學》雜誌上。

天文學家想了解更多關於快速射電爆發的原因之一就是，可以幫助研究星系間的氣體和塵埃。天文學家Ravi認為，以前的研究表明：氣體和塵埃這種「星系際介質」在宇宙所有普通物質中佔了近一半，也很難通過其他途徑對它們進行研究。（所謂的普通物質包括行星、恆星和人類等，僅占宇宙中所有物質的六分之一，其餘的被認為是由看不見的暗物質所組成。）

天文學家Ravi認為，科學家們想知道為星系生長提供物質的「星系際介質」是如何分布的、介質中星際氣體的湍流現象以及如何被磁化等。科學家對FRB 150807的信號進行分析，表明射電電波幾乎沒有遇到磁干擾。這反過來又暗示，在地球與FRB 150807之間的星系際介質只有微弱的湍流。天文學家Kaspi認為：「目前我們很難衡量星系際介質是如何被磁化的，通過研究快速射電暴，可以對星際空間有更多的了解。」

為了跟蹤和定位更多的快速射電暴，天文學家Ravi和他的同事們正在建設DSY陣列的原型，定於2月上線，能夠精確定位快速射電暴，鎖定單個星系。Ravi認為：「我們希望每月能探測到多個快速射電暴事件。」

此外，在加拿大不列顛哥倫比亞的彭蒂克頓附近，Kaspi和她的同事們正在開展加拿大氫強度映射實驗（CHIME），在2017年將會開機運行。天文學家Kaspi認為，屆時我們每天都可以探測到數十個快速射電暴，當我們逐漸了解這些快速射電暴時，許多謎團就會迎刃而解。

文章來源： 美國物理聯合會（AIP/American Institut ofPhysics）--InsideScience專欄 張錚錚供稿

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