快速射電暴的光學對應體

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翻譯: 張瀚之

校對：牧夫校對組

編排：劉文慧

後臺：李子琦 胡永葳 李鳴晨

原文鏈接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/a-possible-optical-counterpart-to-a-fast-radio-burst/

✨ 快速射電暴的光學對應體

外層空間毫秒級射電能量爆發背後的機制是一個困擾了天體物理學家很久的謎團。近期，一個團隊的科學家通過尋找可見光對應體破譯了快速射電爆發的起源。

這張藝術特效圖展示了一個極磁性的恆星殘骸發出的快速無線電脈衝。這可能是這些神秘光源的起源之一。Sophia Dagnello / NRAO / AUI / NSF

爲了解開毫秒級射電能量爆發的機制，天文學家對光學暫現源進行了系統的搜索，以確定它們是否能將一個射電脈衝與另一個匹配，這將有助於我們瞭解這些脈衝的來源。

✨ 怪誕的，輻射的，變幻的脈衝光源

快速射電暴（FRB）是2007年被首次發現的高能無線電波脈衝。它們的起源是天文學家們最大的困惑之一。隨着加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡（CHIME）等新望遠鏡的出現，天文學家們觀測到了更多的FRB，但即使觀測到了這麼多的例子，仍不確定導致FRB的是什麼。其中有一些FRB會重複發生，有一些已經被定位，剩下的少數伴隨持續的無線電發射。最普遍接受的理論之一是，FRB是由磁星（有極強磁場的超密中子星）的爆發引起的。

✨ 尋找巧合伴星的信號

這張圖片展示了FRB 180916B和AT2020hur的位置（紅色），以及其他的FRB（橙色）和暫現源（藍色）的分佈。

Li et al. / Astrophysical Journal 2022

雖然模型預測會有很多的FRB多波段對應體，但現實中只有極少數被觀測到。這可能是由於有些對應體相對微弱，持續時間非常短，或者FRB和對應體之間的延遲太大，無法在一次觀察中檢測到。衆多的觀測結果中，有兩個FRB被發現伴隨着持續的無線電發射，分別是FRB 190520B和FRB 121102（位於與駭新星一致的無線電發射附近）——而FRB 200428位於與X射線爆發一致的位置上。這些多波段對應體的檢測導致了FRB和其他暫現源之間可能存在某種聯繫的理論。180916B是唯一一個已知的定期重複的FRB。一個來自南京大學和中國科技大學的團隊決定檢測是否有任何與FRB 180916B一致的光學暫現源，他們的發現可能有助於闡明快速射電暴爆發的起源。

爲了尋找是否有任何暫現源與FRB 180916B一致，該團隊搜索了超新星目錄（OSC）和暫現源服務器（TNS）中包含的暫現源。在檢索中，他們發現了一個還沒有被歸類的目標，AT2020hur，似乎與FRB 180916B的位置一致。團隊計算出，兩個源連接的概率爲99.96%，這意味着重合很可能不是偶然發生的。

✨神秘的磁星還是奇異的耀斑？

那麼，FRB 180916B的起源到底意味着什麼呢？作者假設FRB可能是由正在產生耀斑的磁星引起的，而光學對應物體則來自該磁星發射的一個或多個巨大耀斑的餘輝。然而，這種情況發生的概率十分小，因爲耀斑的能量必須還要比典型的巨型耀斑的能量更大。此外，這個模型需要進行很多調整，再配上一些巧合才能正常工作。而另一種可能性是，光學對應體可能來自FRB源的兩個或多個光學耀斑，因爲暫現源是在FRB 180916B的爆發期間檢測到的。

FRB具有光學對應體可能性的發現非常令人興奮，而且可以幫助我們解開快速射電爆發的謎團。但我們仍需要對FRB及其光學對應體進行更多觀察，以更好地瞭解這些快速射電暴的形成過程。

引用文獻：

“AT2020hur: A Possible Optical Counterpart of FRB 180916B,” Long Li et al 2022 ApJ 929 139. doi:10.3847/1538-4357/ac5d5a

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責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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Photo／Pixabay、臺北市立天文科學教育館

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