首例研究:利用射電爆直接觀測星暈

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【新唐人北京時間2019年10月07日訊】歐洲南方天文台(ESO)首次捕獲一個穿越一個星系的星暈並抵達地球的快速射電爆(FRB)信號。科學家從信號中首次直接探測到遙遠星系的星暈中所含氣體密度、磁場強度等信息,發現與之前理論假設模型反差很大。

澳大利亞的千米陣列望遠鏡(ASKAP)定位射電爆FRB 181112的來源後,ESO的超大望遠鏡(VLT)分析發現這個信號在抵達地球的途中,穿過了一個巨大星系的星暈區域。

研究者之一澳大利亞斯威本科技大學(Swinburne University of Technology)的博士生戴伊(Cherie Day)說:「一般情況下,要研究星系周圍不可見的星暈物質很困難,這是我們第一次能夠直接對其進行研究。」

科學家認為,星系周圍的星暈中包含主要以熱電離態氣體存在的暗物質和普通物質,如重子。一般星系內部明亮的區域直徑約為3萬光年,而其周圍星暈直徑可達10倍。星系內部新星誕生之時,星暈中的氣體落入星系中心的過程猶如給新星的誕生「添柴加火」;而另一種過程則是相反的效果,比如超新星爆炸的時候,很多物質從星系內部被噴射到星系外圍的星暈區域。

科學家認為這種噴射過程是造成星系失去誕生新星能力的原因之一,因此對星暈氣體的分析對此很有幫助。

但是,這份研究卻發現「這個星系的星暈出奇地平靜,」這份研究的主要作者、加州大學聖克魯斯分校(University of California,Santa Cruz)的天文學教授普羅恰斯卡(J. Xavier Prochaska)說,「這個無線電信號幾乎沒有受到這個星系的任何影響,這與我們之前的理論假設差距很大。」

射電爆FRB 181112由幾個脈衝組成,之間間隔不到40微秒(只有人類眨眼時間的千分之一)。研究者稱,這樣短的間隔意味著星暈內氣體的密度非常稀疏。因為通過較厚重的氣體介質意味著脈衝之間的間隔將被拉長。

這份研究計算認為這個星系星暈的氣體密度每立方釐米只有不到0.1個原子,相當於一個兒童氣球那樣的空間中只有幾百個原子。

另外,從這個射電爆還分析出該星系星暈的磁場強度只有一塊冰箱門上磁鐵的10億分之一,相當的弱。

研究者表示,僅從這一個星系的星暈特徵,不能說明這種低密度是多數星系星暈的普遍情況還是一個特例。普羅恰斯卡表示,隨著千米陣列望遠鏡蒐集到射電爆數據的累積,將來能夠回答這個問題。

這份研究9月26日發表在《自然》(Science)期刊上。

──轉自《大紀元》

(責任編輯:葉萍)

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