天文發現：距地數十億光年處有奇怪「心跳」

麻省理工學院（MIT）以及加拿大和美國大學的天文學家表示，他們已經檢測到來自遙遠星系的無線電信號，該信號以驚人的規律性反覆閃爍，如同心跳一樣。

該信號已被歸類為快速射電暴（FRB），這是一種未知天體物理學來源的強烈射電波爆發，通常最多持續幾毫秒。

由加拿大氫強度測繪實驗（CHIME）/FRB合作組織成員撰寫的研究報告於7月13日在《自然》雜誌上發表。在報告中，科學家們表示，一個快速射電暴（FRB）在距離地球數十億光年的地方被發現。

CHIME是加拿大卑詩省多米尼翁射電天體物理天文台（Dominion Radio Astrophysical Observatory）的干涉射電望遠鏡，旨在探測宇宙早期氫發射的無線電波，目前已探測到數百個快速射電暴。

FRBs是毫秒級閃爍時間的無線電波，在數十億光年的距離內可見。第一個FRB是在15年前發現的；儘管大多數觀察到的FRB都是一次性的，但目前天文學家已檢測到數百個FRB。

這篇研究報告中的無線電信號於2019年12月被接收到，天文學家將其標記為FRB 20191221A，它的確切來源仍然是個謎。

天文學家推測，信號可能來自磁星或無線電脈衝星，這是一種中子星類型。中子星是緻密的、旋轉的巨星坍縮核心。

然而，最值得注意的是FRB 20191221A的持續時間。這個新信號相當獨特，它持續時間長達3秒，比一般的FRB長約1000倍。在這個窗口內，研究小組檢測到每0.2秒重複一次的無線電波爆發，具有明顯的周期性，類似於一顆跳動的心臟。

該信號是目前檢測到持續時間最長的FRB，且具有最清晰的周期模式。該團隊檢測到每0.2秒以清晰模式重複一次的無線電波爆發。

「這很不尋常。」麻省理工學院卡夫利天體物理與空間研究所博士後丹尼·米奇利（Daniele Michilli）在一份聲明中表示，「它不僅非常長，持續了大約三秒鐘，而且還出現了非常精確的周期性峰值，每隔幾分之一秒就有一次『砰、砰、砰』的跳動，就像心跳一樣。（觀察到）信號是周期性的，這是第一次。」

「（大約3秒的）持續時間和九個或更多份量組成的脈衝輪廓使該信號成為FRB群組中的異類。如此短的周期性為中子星起源提供了強有力的證據。此外，我們的檢測傾向於中子星磁層產生的發射，而不是一些模型預測的遠離恆星的發射區域。」該研究小組寫道。

此外，FRB 20191221A 似乎比銀河脈衝星和磁星的無線電發射亮一百萬倍以上。

米奇利表示，這些發光的閃光可能來自於一個遙遠的射電脈衝星或磁星，它通常在旋轉時亮度較低，但由於某種未知原因，在CHIME幸運地捕捉到的一個罕見三秒鐘窗口中，射出了一連串明亮的爆發。

「CHIME現在已經檢測到許多具有不同特性的快速射電暴。」米奇利說，「我們已經看到一些（FRB）產生於在非常湍流的雲層中，而另一些則看起來像是在乾淨的環境中。從這個新信號的特性來看，我們可以說，在這個源頭的周圍，有一團等離子體雲，一定是非常紊亂的。」

該團隊的目標是檢測來自這個來源的更多信號，麻省理工學院在一份新聞稿中表示，這可以用作「天體物理時鐘」——甚至可能測量宇宙膨脹的速度。

米奇利表示，這次探測提出了這樣一個問題：甚麼會導致這種我們以前從未見過的極端信號以及我們如何利用這種信號來研究宇宙。未來的望遠鏡有望每月發現數千個快速射電暴，這可能會導致檢測到「更多這些周期性信號」。#

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