快速射电暴、磁星与超新星的可能联结

[ 录入者:Melipal | 时间:2019-05-29 09:52:37 | 作者:Melipal | 来源:Sky & Telescope | 浏览:1153次 ]

原文标题:A Link Between Fast Radio Bursts, Magnetars, and Supernovae?

作者:AAS Nova

原文来自:SkyandTelescope.com

Posted: 2019. 5. 7

编译:Melipal  审校:数星星的猫

是什么力量在银河系之外塑造了过去10年间我们探测到的奇特快速射电暴?一项针对一颗亮得反常的超新星的新研究或许发现了解答这个问题的钥匙。

艺术家笔下的超高光度超新星。一项新的研究从一起这样的恒星爆发中发现了射电辐射,可能为快速射电暴的起源提供了线索。(图片提供:NASA / CXC / M. Weiss)

来自重复暴的线索

最近当银河系之外一起神秘的毫秒级射电脉冲——快速射电暴(FRB)被发现能够复发后,它为天文学家提供了一个罕有的机会来敲定它的宿主星系。FRB 121102孤单地居处在一个低金属丰度的矮产星星系中,距离我们大约30亿光年。人们在暴源天区还发现了一个较暗的持续射电源。

FRB 121102的宿主星系在双子望远镜图像背景下的放大图。(图片提供:Gemini Observatory / AURA / NSF / NRC)

这一发现为解释FRB 121102(可能还有其他FRB)起源的一种理论提供了支持——爆发可能是由一颗诞生于数十年前一次超高光度超新星事件中的磁化中子星驱动的。

作为罪魁祸首的磁星?

超高光度超新星是一类恒星爆发,它比标准超新星至少强10倍。由于具有超强磁场的毫秒级自转周期中子星(磁星)的诞生,这样的超新星具备了额外的光度。磁星因磁场的衰减而法出的辐射和星风为爆发提供了额外的能量。

在FRB的超高光度超新星模型中,诞生于恒星爆发事件的磁星驱动着短暂的射电暴。此外,它还可以产生发光的星云,并作为持续的射电源被我们观测到。

艺术家笔下位于年轻星团中的磁星(也就是极度磁化的中子星)。(图片提供:ESO / L. Calçada)

现在一个科学小组通过考察超高光度超新星,并搜寻共生持续/爆发射电源的方式,来对这一理论进行了检验。在哈佛-史密松天体物理中心的塔拉内·埃夫特卡里(Tarraneh Eftekhari)等人新近发表的一篇论文中,他们详述了他们取得的第一个成功。

发现射电源

埃夫特卡里与合作者使用甚大天线阵,发现了一个位置上与超高光度超新星PTF10hgi重合的持续射电源。PTF10hgi是一起发生于7年半之钱的爆发,距离地球打越15亿光年。这是人们第一次将某种射电源于一颗超高光度超新星联系起来,为联结这类爆发与其他现象提供了重要线索。

论文作者检验了射电辐射一系列可能的其源,如产星活动、活动星系核、超新星冲击波等。虽然现在还不能完全排除这些模型,但埃夫特卡里与合作者指出,这几种情况都是非常不可能的。

左:VLA在6 GHz频段对PTF10hgi进行的射电观测。右:哈勃望远镜拍摄的PTF10hgi宿主星系紫外图像,其上还叠加了射电等高线图。小小的红色圆圈指明了PTF10hgi的光学位置。(图片提供:Eftekhari et al. 2019)

相反,这次的射电辐射与FRB 121102的成协持续射电源极为类似。论文作者表示,所有这些发现都与埋嵌在超新星抛出物中、由磁星中心能源驱动的发光星云相符。而虽然他们并未发现一个与超新星重合的爆发射电源,作者们的观测却只持续了40分钟。更长时间的观测有望发现一个共生的FRB。

作者详述道,未来的观测应该能够排除射电辐射其他的可能性,并强化诞生于超高光度超新星的磁星作为快速射电暴起源的观点。同时,看着谜题的线索开始拼凑起来是非常激动人心的!

参考文献

《与超高光度超新星PTF10hgi位置重合的射电源:中心能源的线索以及与复发FRB 121102的类比?》,T·埃夫特卡里等人,2019年,《天体物理学报通讯》,876卷,L10。doi:10.3847/2041-8213/ab18a5

(全文完)

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