一道来自星系际空间的耀眼射电闪光,是迄今所见同类型中最强大的,其位置也以前所未有的精度被追踪到。
2025年3月16日,加拿大的CHIME射电望远镜记录到一次一次性的快速射电暴(FRB),其威力之强,以至于天文学家最初不确定他们观测到的是什么。它在仅仅几毫秒内释放出的能量,相当于太阳四天的输出能量。
它被命名为RBFLOAT,即有史以来最亮的射电闪光。
美国西北大学的天体物理学家方文辉表示:“它太亮了,我们的管道最初将其标记为射频干扰,这类信号通常由距离我们近得多的手机或飞机产生。”“我们团队成员经过一番侦查,才发现这是一个真正的天体物理信号。”
FRB是宇宙中更令人愉悦且引人入胜的谜题之一。顾名思义,它们持续时间极短,但却是极其强大的射电波脉冲,似乎随机地从宇宙深处爆发。
尽管FRB的表现形式存在很大差异,但大致可分为两大类:一类会重复出现,有时按照一定规律;另一类只爆发一次就消退,且从同一位置未被再次探测到。
重复出现的FRB可以被预测、三角定位并相对容易地研究。一次性的FRB不可预测,而且由于它们比眨眼还短,要追溯到其源星系困难得多。
为了降低追踪一次性FRB的难度,CHIME配备了较小的辅助“外伸”望远镜,它们与加拿大核心设施相距甚远。更多探测器的加入,为研究人员提供了将信号三角定位到仅45光年分辨率所需的工具。
随着全套外伸望远镜投入使用,一组研究人员得以将RBFLOAT(也称为根汁啤酒FLOAT,因为天文学家喜欢这样自娱自乐)追踪到北斗七星中一个星系的边缘,距离仅1.3亿光年,这是迄今确定的最近的非重复FRB。
这种精确的定位意味着科学家们随后能够极其详细地研究FRB产生的环境,他们使用MMT望远镜和凯克天文台进行后续观测。
这反过来又帮助天文学家缩小了可能产生FRB的天体范围。越来越多的证据,包括来自银河系内的一次FRB,表明被称为磁星的极强磁性中子星,是我们在地球上探测到的许多FRB的源头。
西北大学的天文学家董宇欣(“维克”)表示:“FRB位于其宿主星系的一条旋臂上。旋臂通常是恒星正在形成的区域,这支持了它来自磁星的观点。利用我们极其灵敏的MMT图像,我们能够进一步放大并发现,FRB实际上位于最近的恒星形成团块之外。这个位置很有趣,因为我们原本预计它会位于团块内恒星形成的地方。这可能表明,其前身磁星是从诞生地被踢出来的,或者它就是在FRB所在位置诞生,且远离团块中心。”
利用JWST对该位置进行的一项调查,作为第二篇论文发表,支持了这一解释。
RBFLOAT本身就是一项令人兴奋的发现。它的极端亮度以及与地球的接近程度,可能会为FRB提供一些重要线索。目前,天文学家正在试图弄清楚重复出现和一次性的FRB之间是否存在任何显著差异,以及磁星是否是产生它们的唯一天体。关于单个FRB的数据对于探究这些问题很重要。
但RBFLOAT只是宇宙海洋中的一滴水,它的探测展示了CHIME如何极大地提升了我们发现其他类似“水滴”的能力。
西北大学的天文学家塔拉内·埃夫特卡里表示:“多亏了CHIME外伸望远镜,我们现在进入了FRB科学的新时代。在未来几年内,预计会有数百个精确定位的事件,我们可以开始全面了解这些神秘信号产生的各种环境,让我们离解开它们的秘密又近了一步。RBFLOAT只是个开始。”
分类: 天文事件
来自邻近星系的闪光 有史以来观测到的同类中最亮的
科学家们正利用地球的阴影来搜寻外星探测器
几十年来,天文学家一直利用射电望远镜和光学仪器搜寻外星智慧生命的迹象,扫描天空以寻找人工信号。如今,研究人员采取了一种不同的方法,这次是在离家更近的地方,寻找可能已经存在于我们太阳系中的外星人造物。
一项发表于《皇家天文学会月刊》的新研究,描述了一种探测地球附近潜在外星探测器的创新方法。他们的方法是,利用地球的阴影作为天然滤镜,以消除人造卫星和太空碎片的干扰。
现代天空充斥着数千颗卫星和数百万片反射性碎片,这使得发现任何不寻常的物体都极其困难。这种 “污染” 给试图识别太空中非人类物体的人带来了重大挑战。来自斯德哥尔摩大学的首席研究员比阿特丽斯·比利亚罗埃尔及其国际团队,需要一种方法来过滤掉这种干扰。
这就是他们转向地球阴影的原因。每晚,地球都会向太空投射出一个锥形阴影,在那里直射阳光无法从卫星或碎片上反射。这就创造了一个理想的 “干净” 搜索区域。对于位于地球同步轨道(约地球上方35700公里,即22200英里)的物体,阴影底部跨度约为8 – 9度。
人类卫星通常不携带光学光源,通信激光或航天器推进器等罕见情况除外。因此,在地球阴影内检测到的任何明亮闪光或条纹,都可能表明存在更奇异的物体。
研究人员分析了来自兹威基瞬变设施(ZTF)的图像,这是一台位于加利福尼亚的望远镜,系统地观测天空中变化的物体。他们检查了超过20万张图像,特别关注在地球阴影内拍摄的那些。
他们名为NEOrion的自动搜索系统,检测到了数千个候选目标,包括神秘的条纹状物体和点源闪光。其中大多数后来被证明是流星、飞机或已知的小行星。
然而,出现了一个有趣的案例:一个未编目的物体,其移动速度比典型小行星快得多,且未在任何现有太空物体数据库中找到。遗憾的是,该团队无法确认它是什么,所以它仍然是个谜。
该研究还探索了其他创新方法,包括检查1957年以前的天文照片,以及分析可疑物体的颜色光谱,以识别因长期暴露于太空而风化的材料。
虽然这项概念验证研究没有明确识别出任何外星技术,但它表明,利用现有望远镜和新的分析技术,系统地搜索外星人造物现在是可行的。
研究人员正在开发 “外星探测器项目”,这是一个专门为此类搜索设计的望远镜网络,它将利用多个同步观测来确定神秘物体的精确距离。
首次模拟黑洞边缘的阴影区域
事件视界望远镜(EHT)在2019年发布了首张黑洞图像,从而在全球声名远扬。这得益于甚长基线干涉测量(VLBI)技术,该技术通过多台仪器收集光线,以构建出物体的完整图像。
此次拍摄的是位于梅西耶87星系中心的超大质量黑洞(SMBH),该星系距离地球5500万光年。随后,又拍摄到了来自两个明亮星系的相对论性喷流,以及银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的图像。
与此同时,EHT合作团队的科学家们正在利用超级计算机模拟,以加深对黑洞外边界(即事件视界)以外环境的理解。
其中,由普林斯顿大学副研究学者、普林斯顿引力倡议研究员安德鲁·查尔领导的团队,使用德克萨斯高级计算中心(TACC)的Stampede2和Stampede3超级计算机,对M87的超大质量黑洞进行了模拟。
由此产生的图像展示了来自热电子的光线,如何在黑洞 “阴影” 边缘盘旋。
查尔的研究小组是众多使用先进模拟来建模黑洞阴影动力学的团队之一,涉及高能等离子体、磁场和强大的引力。这些因素在一个复杂系统中相互作用,使黑洞能够吸积周围的物质,释放出大量辐射,并产生可延伸数百万光年的相对论性喷流。
模拟由11个广义相对论磁流体动力学模拟(GRMHDS)组成,该模拟采用流体动力学方法,来模拟等离子体与引力和磁力线的相互作用。
查尔在TACC的新闻发布会上表示:“自从我们拍摄到首张黑洞图像以来,就一直在努力理解黑洞周围的环境。”
“我们想了解黑洞所吞噬的等离子体粒子的性质,以及与等离子体混合的磁场细节,正是这些磁场在M87中产生了巨大且明亮的亚原子粒子喷流。”
自研究生阶段起,查尔就一直在使用极端科学与工程发现环境(XSEDE),以及TACC的高级网络基础设施协调生态系统:服务与支持(ACCESS)计划提供的资源进行模拟。得益于近期他和团队利用自己的代码取得的进展,他们的模拟超越了将带电质子和电子视为单一实体的传统模型。
查尔补充道:“这篇论文首次尝试使用更先进、计算成本更高的技术,直接对电子和质子这些不同的粒子种类进行建模,以试图理解它们如何相互作用,特别是两者的相对温度。”
他们的模拟结果显示,M87周围电子的温度比之前认为的要高得多,约比质子低100倍。这一点意义重大,因为电子与质子之间的温度差,决定了图像中的亮度和其他属性。
因此,研究结果凸显了当前等离子体物理学模型与EHT观测结果之间的根本矛盾。展望未来,查尔和他的团队计划将模拟代码应用于更多M87的EHT数据,制作一部追踪其随时间演变的影片。
查尔及其团队在1月份进行的一项研究,将EHT拍摄的M87黑洞图像与使用Stampede2和Jetstream超级计算机进行的大量模拟进行了对比。结果显示,虽然超大质量黑洞 “阴影” 的大小和结构保持一致,但并非一成不变。
研究进一步表明,由于事件视界附近动态等离子体流的混沌过程,光子环上最亮的点会随时间移动。随着各个等离子体区域的升温与降温,黑洞的外观也会随时间发生细微变化。
查尔表示:“黑洞所处的环境极其复杂。我们现有的最佳工具就是超级计算机模拟。令人惊叹的是,我们能够制造出这些计算机并编写代码,从而对如此奇异复杂的关系进行精确建模。”
“模拟让我们有信心认为,我们考虑到了所有这些效应,它们以复杂且有时难以预测的方式相互作用。”英仙座流星雨本周迎来高峰期:观赏时机在此
不要让明亮的月亮阻碍你欣赏年度最佳流星雨:2025年英仙座流星雨。
又到了一年中的这个时候。八月的夜晚温暖宜人,夏末露营者们外出等待年度流星雨的 “忠实常客”:八月英仙座流星雨。
尽管2025年该流星雨的高峰期恰逢满月,但只要稍作规划并保持耐心,你仍能欣赏到其最佳状态。
2025年英仙座流星雨展望:辐射点在当地午夜左右从东北方升起。预计2025年的高峰期将在世界时8月12日03:00左右出现,日出时北欧地区观测条件较好。北美地区大约在4 – 6小时后进入流星群。
预计在当地日出时,每小时流星数量将超过50 – 100颗,此时你的观测地点正好转向流星群方向。可以想象一辆汽车(地球)在高速公路上疾驰,前方挡风玻璃会撞上虫子(流星)。
如果你能将流星的路径追溯到英仙座 – 仙后座边界的流星雨辐射点,那么你就可以确定看到的是英仙座流星。
记得在流星黎明巡逻时留意行星队列,12日早晨,水星在东方低空,土星在南方高空,木星和金星非常接近。
英仙座流星雨的源头是周期彗星109P/斯威夫特 – 塔特尔彗星。1862年7月,天文学家刘易斯·斯威夫特和霍勒斯·塔特尔发现了它,对该彗星的观测记录可追溯到公元前322年中国的观测。这颗彗星因首次与年度流星雨相关联而备受瞩目。
该彗星的轨道周期为133年,上一次到达近日点是在1992年12月12日,当时英仙座流星雨的流星数量增多。斯威夫特 – 塔特尔彗星要到2126年才会再次访问内太阳系。
现在来说坏消息:8月9日满月后仅3天,即12日左右,90% 照亮的亏凸月位于双鱼座附近。这将减少微弱流星的可见数量,但不要因此放弃追寻流星雨。
英仙座流星雨常被称为 “圣劳伦斯的眼泪”,以公元258年8月10日殉道的同名圣人命名。不过有证据表明这个名称是现代产物。最早关于圣人与流星雨关联的书面记载似乎只能追溯到1839年爱德华·赫里克的记录,该说法在西班牙南部乡村广为人知。
观测2025年英仙座流星雨:观看流星雨实际上技术含量不高。欣赏英仙座流星雨,你真正需要的只是一把结实的草坪椅、一杯热饮和耐心。有朋友帮忙一同扫描天空会更好,因为英仙座流星可以从辐射点的任何方向出现。
你可以提前选择观测地点,将月亮的眩光置于附近的山丘或建筑物后面,从而减少月光影响。
英仙座流星雨在全球范围内通常会出现间隔数小时的双峰,所以在预计高峰期前后的夜晚进行观测总是值得的。
英仙座流星雨还经常产生火流星,它们能以惊人的亮度短暂照亮夜空,并留下持久的烟迹。我曾在缅因州北部观测时看到一颗英仙座流星,还听到了嘶嘶声。
我们现在知道,通过一种称为 “电声效应” 的局部现象,你可以 “听到” 流星。将调频收音机调至未使用的频率,你可能会在静电噪音中听到流星的 “哔哔” 声。
如果天气多云?你仍可以在世界时8月12日21:00/美国东部时间17:00,通过天文学家詹卢卡·马西和虚拟望远镜项目观看英仙座流星雨直播。不要错过2025年最佳流星雨之一的八月英仙座流星雨。