通过偏振光聚焦快速射电暴的起源

根据多伦多大学天文学家领导的新研究，科学家们之前对快速射电暴 (FRB) 来源的猜测只是冰山一角。通过分析加拿大氢强度测绘实验 ( CHIME)的数据，这种持续毫秒的宇宙爆炸的奥秘正在逐渐揭开。

这项研究发表在《天体物理学杂志》上，详细描述了 128 个非重复快速射电暴的偏振光特性，这些快速射电暴的来源迄今为止只产生过一次爆发。研究发现，它们似乎来自像我们银河系一样密度和磁场适中的星系。

此前对 FRB 的研究主要集中在规模小得多的极度活跃重复源样本上，相比之下，这些样本似乎起源于密集、极度磁化的环境中。已知的 FRB 中只有约 3% 是重复的，它们来自自被发现以来已产生多次爆发的源头。

大多数射电望远镜只能看到天空中的小点，因此更容易聚焦已知位置的重复 FRB。CHIME 可以勘测天空中非常大的区域，以探测重复和非重复 FRB。

“这是对其余 97% 的首次观察，”主要作者、多伦多大学邓拉普天文与天体物理研究所和大卫 A. 邓拉普天文与天体物理系的博士生 Ayush Pandhi 说道。

“它让我们重新思考我们对 FRB 的看法，并看看重复和非重复的 FRB 可能有何不同。”

FRB 于 2007 年首次被发现，是来自宇宙中遥远源头的极高能量闪光。虽然自那时以来已记录了超过 1,000 个 FRB，但科学家尚不清楚它们究竟在哪里或如何产生。他们还质疑重复和非重复 FRB 是否起源于类似的环境。

“这是分析 FRB 数据的一种新方法。我们不仅要查看某物有多亮，还要查看光的振动电磁波的角度，”潘迪说。“它可以为您提供有关光的产生方式和位置的更多信息，以及它在数百万光年内到达我们身边时经历了什么。”

所有光都以波的形式传播，我们根据波峰和波谷之间的长度将其解读为不同的颜色。宇宙中的大部分光都以人眼无法看到的波长传播，包括来自 FRB 的光，但像 CHIME 这样的射电望远镜可以。

偏振光是由在单一平面上振动的波组成的——垂直、水平或两者之间的另一个角度。FRB 发出的光的偏振方向被发现以两种方式改变：随时间和光的颜色。这些变化可以解释 FRB 是如何产生的，以及它在前往地球的旅程中会经过什么样的物质。

研究不同颜色光的偏振方向如何变化可以告诉我们 FRB 产生地点的局部密度以及其中存在的磁性强度。

要确定 FRB 是什么以及它们是如何产生的，科学家需要了解它们的当地环境。这项研究得出结论，大多数 FRB(那些不重复的 FRB)与之前研究过的少数重复源不同。这表明这个样本要么是一个独立的种群，要么是同一种群的更进化的版本，它们起源于不太极端的环境，爆发率较低。

合作机构包括多伦多大学邓拉普研究所、加州大学圣克鲁斯分校、阿姆斯特丹大学和麦吉尔大学。

CHIME 项目由不列颠哥伦比亚大学、麦吉尔大学、多伦多大学和道米尼恩射电天体物理天文台与北美各地的合作机构共同领导。

它位于加拿大国家研究委员会运营的国家级天文设施——加拿大自治领射电天体物理天文台，位于 Syilx/Okanagan 人的传统、祖传和未割让的领土上。