【2023年04月04日訊】(記者張秉開編譯報導)宇宙之中存在來歷不明的快速射電爆(FRB, Fast Radio Burst)。天文學最新研究認為,這些神祕的快速射電爆很可能來自一種特殊的中子星,Blitzar。
據科技新聞網站Ars Technica3月28日報導,最新研究認為,很可能是一顆巨大的Blitzar突然發生崩塌時發出射電爆。而這顆發生崩塌的Blitzar原來由兩顆小的中子星合併而成,但其自身的強大磁場會減慢合併後的自轉速度,導致數小時後星體即發生崩塌,進而變成一個黑洞。因此,Blitzar的存在時間只有短暫的數小時,或可譯作「快閃星」。
因為這種崩塌只發生一次,所以在崩塌時發生的快速射電爆能量釋放也只出現一次,這也就是天文學家未發現同源的第二次相同射電爆的原因。
中子星的質量達到什麼程度才會發生崩塌?目前尚無確切答案。科學家也不清楚,中子星能否以中子形態存活還是會被壓縮為更微觀粒子「夸克」的形式。但是科學家認為,中子星的自轉速度起了關鍵作用,可以抵抗自身巨大引力而不至於塌縮,而其自身的磁場則會與環境中的帶電粒子相作用,從而減慢星體的自轉速度,最終導致中子星塌縮為黑洞,並在此過程中釋放大量能量。
之前科學家發現,快速射電爆源自於具有強大磁場的宇宙空間。同時,有些射電爆會重複出現;而另一些卻只是一次性爆發,這很可能説明那個宇宙空間存在Blitzar,在其生成過程中也將射電爆的來源中子星摧毀掉。
而最新的研究利用了兩種類型的觀測,其一是激光干涉引力波天文台/室女座干涉儀(LIGO/VIRGO)引力波探測項目,能鑑別中子星發生合併時產生的引力波;其二是加拿大氫強度測繪實驗(Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment),它是為其它目的設計的觀測站,但可以用於準確定位射電爆的來源。
研究方法很簡單,即檢查在大致相同時間點,被兩個實驗設備同時觀測到的引力波事件和射電爆事件,如果它們來自同一個空間區域且探測時間在一天之內,即可認為兩個觀測來自於同一個宇宙事件。最新研究分析了21個中子星合併時發出的引力波,其中之一命名為GW 190425的引力波與2.5小時之後出現的快速射電爆FRB 20190425A相匹配。由於針對引力波來源的探測並不十分準確,因此研究者判斷射電爆發生在同一個宇宙區域的可能性為70%。不過因為兩事件與地球的距離相同,且觀測到中子星合併是較罕見的,所以研究者認為這兩個事件沒有關聯的可能性只有0.004。
報導說,如果確認快速射電爆FRB 20190425A來源於一顆Blitzar,那麽這就可以驗證以前的理論「中子星合併後突然發生崩塌」是正確的。根據引力波探測數據,科學家更進一步給出兩顆中子星在合併前的質量分別為1.35和2.0個太陽質量,合併後的中子星質量為3.2。而根據理論計算,質量超過3.0的中子星就會因為質量太大而崩塌形成黑洞。
該最新研究於3月27日發表在《自然‧天文學》科學期刊。◇