Bo Zhang's Homepage
..The universe is unfolding as it should..

2015-12-3

快速射电暴的新花样:双峰式光变

归档于: 天文空间科学, 知识理论 @ 4:26 pm

自从2007年第一次被发现,并在2013年得到更多样本的确认以来,快速射电暴(FRB)就成了研究者关注的新焦点。随着研究的继续,除了率先发现此类现象的台站——澳大利亚Parkes天文台之外,,设在波多黎各的阿雷西博望远镜也独立找到了FRB,加强了此类现象的可信性;而去年春天时候,又有FRB 140514得到了实时探测,因此人们也尝试进行了及时的后续观测。到现在为止,如果将特性略为诡异的第一个快速射电暴——FRB010724计算在内的话,已知的FRB数量达到了9个。上周公开的一篇新论文Champion et al. (2015)又让FRB的总数增加了5个,同时还贡献出了此类现象的一种新花样——带有双峰结构的光变曲线。

按发生时间排列,先前已知的9个快速射电暴分别是FRB 010125、FRB 010724(第一个被发现的FRB,又根据发现者姓氏,被称为Lorimer暴)、FRB 110220、FRB 110627、FRB 110703 FRB、120127、FRB 121111(由阿雷西博望远镜发现)、FRB 131104与FRB 140514(实时观测),这其中除了FRB 140514之外,都是在射电望远镜的数据存档中发现的。它们的共性包括短暂的持续时标、可以用冷等离子体解释的大色散量,还有单峰光变。

跟Thornton等人在2013年报告的4个快速射电暴一样,新公布的这5个暴也都是挖掘高时间分辨率宇宙(HTRU)巡天Parkes望远镜存档数据的结果。HTRU巡天启用了南半球的64米Parkes望远镜以及北半球的100米Effelsberg望远镜,目的在于寻找新的脉冲星以及瞬变现象,其数据处理方法也尤其擅长在时间-色散量-脉冲宽度坐标系内发现明亮的单峰。要判断一次瞬变现象可能属于快速射电暴,信号需要满足信噪比大于10、持续时标短于16.3毫秒、色散量大于视线方向银河系贡献的0.9倍,且接收信号的波束数量小于等于4这几个条件,其后多波段的数据分别使用与散射尾作卷积的高斯函数进行拟合。

新发现的这5个暴就是在南天高银纬天区的数据中使用上述流程发现的,都具备FRB应有的色散行为以及点源探测(而与源自地面微波炉的Peryton有较大差异)。这其中的FRB 090625、FRB 130626与FRB 130628光变行为都还算正常,也是持续数毫秒的单一辐射峰:

图片来源:Champion et al. (2015)

但是拟合FRB 121002就需要动用两个高斯函数了,两峰彼此间隔2.4毫秒,第二个峰相对第一个峰略弱,二者流量之比是0.91左右,不过总的持续时标与一般的FRB一致。这是研究者第一次在快速射电暴的光变曲线中发现双峰结构。另外FRB 130729也有些奇怪,乍看它的光变曲线也表现出了额外的鼓包,但第二个峰的统计置信度远没有FRB 121002高。而且这个暴只在观测波段的低频部分有记录,说明它的能谱很陡(不过也可能是因为它发生在某个波束的边缘,接收机的高频探测能力严重恶化导致的)。虽然地面干扰的可能性是存在的,不过单波束探测外加较大的色散量还是说明它应该起源于河外宇宙学距离上,当然,前提是暴源宿主星系的等离子体云密度不太高。

图片来源:Champion et al. (2015)

在拥有双峰结构之外,FRB 121002还创下了已知快速射电暴的色散量之最——1629秒差距/立方厘米(作为比较,FRB 010724的色散只有375秒差距/立方厘米,而Thornton等人在2013年公布的4个暴色散量从553到1104秒差距/立方厘米不等)。如果爆发的宿主星系对色散贡献为零,那么FRB 121002的红移可以达到1.3。更重要的是,如果单独分析光变曲线中的两个高斯峰,不难发现它们得出的色散量数值都是相同的,所以应该不是方向巧合所致。

这样一来,某些只能预言单峰行为的快速射电暴理论模型就受到了挑战。Champion等人认为,基于FRB 121002的光变结构,超重中子星坍缩为黑洞、中子星的巨脉冲、软伽玛射线复现源的巨耀发相关过程都可能是正确的,不过具体情况还取决于星体参数。但涉及致密星并合的模型因为只会产生一次高能事件,基本可以被排除掉了。当然,另一种可能性是存在的——引力透镜。

除此之外,根据新发现的5个快速射电暴,Champion等人重新估计了这类现象的发生率——每天全天有大约6000次。这一数字比先前的估计(每天10000次)更低,但在置信范围内也还算相符。最近又听到有说法称快速射电暴的分布并非严格的各向同性,不过仅凭这已知的10几个样本,谁又能最后下定论呢?

末了是某师弟转述合作导师的冷笑话一则,现在有了GRB,有了FRB,是不是下面该去发现一种名叫ERB的新现象了?

No Comments

No comments yet.

RSS feed for comments on this post.

Sorry, the comment form is closed at this time.

首页 | 天文 | 科学 | 摄影 | 模型 | CV | 版权声明 | 联系站长
京ICP备05002854号-2 Powered by WordPress Version 2.0.6
Licensed under Creative Commons Licenses

porno izle