惊喜：磁信号有望解开快速射电暴的谜团

自2007年首次发现以来，快速射电暴——这种来自外太空的强烈、持续数毫秒的射电能量闪光——一直是天文学家的难题。它们一次在其短暂的生命周期中所释放的能量，竟然与太阳几天内释放的能量相当。

绝大多数短命脉冲都来自我们银河系之外。我们还不清楚它们的产生机制和原因。

在发表在《科学》上的新研究中，我们对一种重复快速射电暴进行了一年多的观察，发现它被一个强大而多变的磁场所环绕。

我们的研究结果表明，这次宇宙爆炸的源头可能是一个双星系统，由一颗中子星和一颗大质量伴星或黑洞组成，中子星在伴星或黑洞产生的致密磁化等离子体风中高速旋转。

用 CSIRO 的帕克斯射电望远镜和格林班克望远镜描绘 FRB 20190520B 的图形。

在首次发现这一神秘天体后，天文学家们迅速使用其他无线电波长进行了跟进观测。

进一步的调查显示，FRB 20190520B位于39亿光年外的一个矮星系中，周围环境极其密集。FRB源附近还有一些物质会发出强烈而持久的无线电辐射。

这些发现让人怀疑爆发源是一个处于复杂环境中的年轻中子星。

强大而变幻莫测的磁场关于这种星际奇观及其周围环境，我们还能探索到什么呢？我们使用新南威尔士州Murriyang的CSIRO帕克斯射电望远镜和美国的格林班克望远镜对FRB 20190520B进行了观测。

令我们惊讶的是，FRB 20190520B竟然能在相对较高的无线电频率上产生强信号。这些高频信号具有很高的极化度——也就是说，电磁波在某个方向上“摇摆”的幅度比其他方向要大得多。

结果显示，FRB 20190520B周围的环境具有很强的磁化程度。而且，在我们16个月的观测窗口期，磁场的强度似乎发生了变化，甚至有两次完全翻转了方向。

这是第一次观测到快速射电暴周围磁场方向的变化。

这些发现能告诉我们什么呢？用于解释最近重复快速射电暴的最流行理论涉及一个双星系统，由一颗中子星和一颗大质量恒星或黑洞组成。

虽然我们还不能完全排除其他可能性，但我们的结果更倾向于支持大质量恒星(为伴星)的情形。

众所周知，大质量恒星会产生强烈的恒星风，并在周围形成有序的磁场。如果爆发源是一个中子星，它在绕着伴星或黑洞运行时，就会进出恒星风区域，这样就会导致我们观测到的磁场方向反转。

磁场反转的时间尺度、磁场强度的测量变化，以及爆发源周围的致密等离子体，都与这个情景相符合。

下一步怎么做？我们的观测可能会提供重要证据来支持这样一个假设，即重复快速射电暴的源头有一个能够产生高度磁化等离子体的大质量伴星。

更重要的是，这个假设也给了我们一个对未来的预期。如果它是正确的，那么来自FRB 20190520B的无线电信号的极化变化应该会随着时间呈现出周期性的起伏。

所以我们将继续关注。Murriyang和格林班克望远镜的未来观测将揭示FRB 20190520B是否真的属于一个双星系统——或者宇宙是否还有更多惊奇等待着我们去发现。

https://www.sciencealert.com/surprise-magnetic-signal-may-finally-solve-the-mystery-of-fast-radio-bursts

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