天文学家探测到迄今最远的快速射电爆发

黄俊琼

这个艺术家的印象(不按比例)展示了快速射电爆发FRB 20220610A的路径，从它起源的遥远星系一直到地球，在银河系的一个旋臂中。FRB 20220610A的源星系，由于ESO的超大型望远镜而被锁定，似乎位于一小群相互作用的星系中。它太遥远了，它的光花了80亿年才到达我们这里，这使得FRB 20220610A成为迄今为止发现的最遥远的快速射电爆发。贷方:ESO/M. Kornmesser

（）据ESO：一个国际小组发现了持续时间不到一毫秒的宇宙无线电波远程爆炸。这个“快速射电爆发”(FRB)是有史以来探测到的最远的一次。它的来源被欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)锁定在一个遥远的星系中，以至于它的光花了80亿年才到达我们这里。FRB也是有史以来观测到的最活跃的星系之一；在不到一秒钟的时间里，它释放的能量相当于我们太阳30年的总排放量。

这个被命名为FRB 20220610A的爆发是去年6月由澳大利亚的ASKAP射电望远镜发现的，它打破了该团队之前50%的距离记录。

“使用ASKAP的碟形天线阵列，我们能够精确地确定爆发来自哪里，”澳大利亚麦考瑞大学的天文学家斯图尔特·赖德(Stuart Ryder)说，他是这项研究的第一作者，题为“以红移1探测宇宙的发光快速射电爆发”，发表在《科学》杂志上。

“然后我们在智利使用[ESO的VLT]搜索源星系，发现它比迄今为止发现的任何其他FRB源都更古老、更遥远，并且很可能在一小群合并星系中。”

这一发现证实了FRBs可以用来测量星系之间“缺失”的物质，为宇宙“称重”提供了一种新的方法。

目前估计宇宙质量的方法给出了相互矛盾的答案，并挑战了宇宙学的标准模型。

“如果我们计算宇宙中正常物质的数量——我们都是由原子组成的——我们会发现今天应该存在的一半以上都不见了，”澳大利亚斯威本科技大学教授瑞安·香农说，他也是这项研究的共同领导者。

“我们认为缺失的物质隐藏在星系之间的空间中，但它可能是如此炎热和扩散，以至于使用正常技术不可能看到。”

“快速射电爆发感应到这种电离物质。香农说:“即使在几乎完全空无一物的太空中，他们也能‘看到’所有的电子，这让我们能够测量星系之间有多少物质。”。

正如已故澳大利亚天文学家Jean-Pierre (J-P) Macquart在2020年所表明的那样，找到遥远的FRB是精确测量宇宙失踪物质的关键。

“J-P表明，快速射电爆发离得越远，它揭示的星系间气体扩散越多。这就是现在所知的麦克夸特关系。最近的一些快速射电爆发似乎打破了这种关系。赖德说:“我们的测量证实，麦克夸特关系在超过一半的已知宇宙中都成立。

“虽然我们仍然不知道是什么导致了这些大规模的能量爆发，但这篇论文证实了快速射电爆发是宇宙中的常见事件，我们将能够利用它们来检测星系之间的物质，并更好地了解宇宙的结构，”香农说。

这一结果代表了当今望远镜所能达到的极限，尽管天文学家很快就会有工具来探测更古老、更遥远的爆发，锁定它们的源星系，并测量宇宙中缺失的物质。

国际平方公里阵列天文台目前正在南非和澳大利亚建造两台射电望远镜，它们将能够发现数以千计的FRB，包括目前设施无法探测到的非常遥远的FRB。ESO的超大型望远镜是智利阿塔卡马沙漠中正在建设的39米望远镜，它将是少数能够研究甚至比FRB 20220610A更远的爆发源星系的望远镜之一。