科学家发现神秘的无线电信号,来自超大质量黑洞附近的中子星

五年后，科学家们可能已经弄清楚了来自银河系外的神秘无线电波爆炸的原因：它们来自极端环境中的一颗中子星。在一项新的研究中，天文学家认为，这可能解释了这些奇怪的星系间无线电波，也就是所谓的快射电。这或许是我们迄今对造成这些电波的最佳解释。

自2007以来，快速射电爆发(FRBs)一直是天文学家们最大的谜团之一。这些强烈的无线电波从我们银河系以外发出，一次只持续几毫秒。没有人确切知道是什么导致了它们，研究它们非常困难，因为它们如此短暂。人们认为，宇宙中每秒钟产生一次FRB，但在过去十年里，在地球上只检测到20次。

幸运的是，其中一种叫做frb 121102的frb与其他的不同：它是唯一已知的重复现象。在2012被发现后，天文学家们能够观察到这个事件一次又一次地拍打波浪。他们发现来自这个frb的波实际上是扭曲的--这表明它们在到达我们的星球之前，已经穿过了一些高磁化物质。这是一个很好的发现其他物质的地方？一个星系的核心。如果你想一想我们的星系中心有类似性质的区域，唯一的区域是银河系中心周围有一个超大质量黑洞。

当然，有其他通过一些高磁化材料的途径，海塞尔和他的团队可以接受其他人的解释。弄清楚FRB发源地周围的环境是什么样子，这将使科学家们更接近于了解这些无线电波是什么。

科学家们已经提出了许多可能导致FRB的原因。也许这些波是在灾难性事件中产生的，比如两个密集的黑洞相互撞击。或者它们可能是当一些东西塌陷到一个黑洞并被撕开时造成的。但这些场景并不能很好地解释FRB 121102；任何产生这些波的东西都不能被摧毁。如果发射源在重复，它需要继续产生这样的爆发。

这就是为什么天文学家们认为FRB 121102的波可能来自一颗中子星，即中子星--恒星坍塌后的致密星核。特殊类型的中子星可以周期性地发射出辐射电波，这可能解释了重复波的原因。但我们从FRB 121102中看到的波，比一颗遥远的中子星产生的波还要明亮，威力也更大。天文学家认为电波来自三十亿光年以外的一个星系。这意味着他们必须非常强烈才能让我们所看到的。

为了更多地了解这一来源，海塞尔和他的团队使用波多黎各的阿雷西博天文台和西弗吉尼亚州的望远镜观察了来自这个星系的射电波，最终在2016和2017年测量了16次爆发。在分析数据时，他们发现无线电波中存在畸变。通常，自然爆发的无线电波会有波长向多个方向移动。但来自FRB 121102的波似乎都向一个类似的方向移动，这一效应被称为偏振。“这就像太阳镜如何减少来自雪反射的眩光。它们只对某一特定的光方向敏感，”海塞尔说。“这种光有一个更好的方向。”

当偏振光通过一个强磁场移动时，它实际上可能会被扭曲。海塞尔发现无线电波信号被扭曲的那么多，它们一定是经过了非常热的超级磁化材料。超大质量黑洞周围的区域正好符合这个要求。巨大的气体和尘埃盘绕着黑洞，当它向内向洞旋转时，黑洞会受到过热和磁化。这也解释了为什么FRB 121102的信号如此明亮。这可能是因为，当无线电波穿过时，这种物质的作用就像放大镜，放大了信号。

“我们所看到的唯一的环境就是银河系的星系中心。”

海塞尔和他的团队也对这种扭曲提出了其他解释。也许波是通过一个强烈磁化的气体星云。或者是最近产生信号的中子星在超新星中爆炸了，而波正穿过这颗恒星的外壳。然而，研究人员认为，目前超大型黑洞是最好的解释，其他人也同意这一点。“实际上，我们所看到的唯一的环境就是我们自己星系中的星系中心”。

这是目前正在进行的寻找FRB的一个重大步骤。但今天的发现可能仅限于解释FRB 121102的重复信号。我们看到的其他FRB可能来自于其他类型环境中完全不同类型的来源。

希望在未来的几年里，会发现越来越多的FRBs，以帮助科学家解开谜团。