神秘的快速射电暴是天文学家迄今为止观测到的最近的FRB

自从十五年前探测到第一个事件以来，我们的仪器和专用阵列的改进导致了更多的探测。 在另一个里程碑中，一个国际天文学家小组最近对位于螺旋星系Messier 81（M81）中的一个重复的FRB进行了高精度的测量--这是迄今为止观测到的最近的FRB。该小组的发现有助于解决有关这一神秘现象的一些问题，同时也提出了一些问题。

这个国际团队由来自荷兰射电天文研究所（ASTRON）、 Anton Pannekoek天文研究所、马克斯-普朗克射电天文研究所、 Onsala空间天文台、圆周理论物理研究院、文茨皮尔斯国际射电天文中心（VIRAC）以及荷兰、德国、瑞典、加拿大、中国、印度、意大利、英国和美国的多个大学和研究机构的研究人员组成。

本周在《自然》和《自然-天文学》杂志上发表的两篇论文中描述了他们的发现。这些研究是由瑞典查尔姆斯理工大学和ASTRON的博士后天文学家Franz Kirsten以及ASTRON和阿姆斯特丹大学的博士生Kenzie Nimmo共同领导的。

正如他们在论文中所描述的那样，该团队着手对2020年1月在大熊星座（又称北斗七星）发现的一个重复的FRB进行高精度测量。为了以尽可能高的分辨率和灵敏度研究该源，研究小组结合了欧洲甚长基线干涉测量网络（EVN）中的多种仪器的测量结果，该网络主要由位于欧洲和亚洲的专门从事甚长基线干涉测量（VLBI）的望远镜组成。

这些都是由其他强大的射电望远镜，如新墨西哥州的卡尔-G-扬斯基甚大阵（VLA）的测量结果所补充的。当他们分析这些测量结果时，他们发现重复的FRB来自附近的螺旋星系Messier 81（M 81）。这个星系距离地球大约1200万光年，使这个事件成为迄今为止探测到的最近的FRB。正如Kirsten在最近的一份查尔姆斯新闻稿中解释的那样。

“我们想寻找关于爆发起源的线索。利用许多射电望远镜，我们知道我们可以极其精确地确定源头在天空中的位置。这使我们有机会看到快速射电暴的本地‘邻居’是什么样子的。”

更重要的是，研究小组将FRB追踪到了银河系的外围，并意识到它必须来自于一个密集的非常古老的恒星群（一个球状星团）。这是一个相当出乎意料的发现，因为许多FRB都被年轻、大质量、寿命短的恒星所包围，质量是我们太阳的许多倍。这些恒星以极其密集和高度磁化的白矮星结束其生命，被称为磁星。

“从球状星团中发现快速射电暴是令人惊讶的，” Kirsten补充说。“这是一个在太空中你只能找到老恒星的地方。在宇宙中更远的地方，快速射电暴已经在恒星更年轻的地方被发现。这必须是别的东西。 如前所述，天文学家已经开始相信，快速射电暴是年轻恒星经历引力塌缩成为磁星的结果。近年来的大量研究已经证实了这一点。”

然而，这些最新的发现表明，它们可能与白矮星形成的磁星有关，白矮星的质量大到足以在其自身重量下坍缩--这在以前被预测过，但从未见过。团队成员、阿姆斯特丹大学和ASTRON的教授Jason Hessels解释说。

“我们希望磁星是闪亮的、新的，而绝对不是被古老恒星所包围。因此，如果我们在这里看到的真的是一个磁星，那么它就不可能是由一颗年轻的恒星爆炸形成的。一定有其他方法。”

在球状星团中，许多恒星都是以双星系统的形式存在的，其中一些恒星会因为一颗恒星的靠近而从另一颗恒星那里收集物质。这通常发生在一颗恒星不再处于其主序，并膨胀成为一个红巨星的时候。伴星将开始从红矮星的外层抽吸物质，最终导致一种被称为"吸积诱导塌缩"的情况。

"如果其中一颗白矮星能够从它的同伴那里获得足够多的额外质量，它可以变成一颗密度更大的恒星，被称为中子星，"团队成员Mohit Bhardwaj说，他是麦吉尔大学的博士生和加拿大氢气强度绘图实验（CHIME）的成员。“这是一种罕见的情况，但是在一个古老的恒星群中，这是制造快速射电暴的最简单的方式。”

在放大他们的测量结果以寻找更多的线索之后，天文学家们又发现了一些令他们吃惊的东西。他们观察到的一些闪光的持续时间比预期的要短，持续了纳秒而不是毫秒。这与从蟹状星云中的脉冲星观察到的情况类似，蟹状星云是一个微小的、密集的超新星爆炸的残余物，在公元1054年从地球上看到过。

Nimmo表示：“这些闪光在短短几十纳秒的时间内就闪烁了亮度。这告诉我们，它们一定是来自空间中的一个微小体积，比一个足球场还小，也许只有几十米宽。我们测量到的一些信号很短，而且非常强大，与来自巨蟹座脉冲星的一些信号的方式相同。这表明我们确实看到了一个磁星，但却是在一个以前没有发现过磁星的地方。”

在不久的将来，对这个系统和其他类似系统的观测将帮助天文学家分辨出这个源头是一个不寻常的磁星、一个不寻常的脉冲星、一个黑洞、一个在近轨道上的密集恒星，还是其他完全不同的东西。不管怎么说，很明显，对更多FRB的探测正在导致对FRB和恒星生命周期的新的和意想不到的见解。

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