快速射電暴示意圖 課題組供圖
本報(bào)訊（記者崔雪芹）3月18日，《科學(xué)》發(fā)表研究論文指出，重復(fù)快速射電暴（FRB）處在類似超新星遺跡的復(fù)雜環(huán)境中。
“該論文創(chuàng)新性地利用偏振頻率演化關(guān)系研究快速射電暴周邊環(huán)境，首次提出了能夠解釋重復(fù)快速射電暴偏振頻率演化的統(tǒng)一機(jī)制，為區(qū)分重復(fù)快速射電暴起源的眾多理論模型提供了關(guān)鍵觀測(cè)證據(jù)。”論文第一作者、之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算平臺(tái)研究中心馮毅博士告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
尋找來(lái)自宇宙深處的快速射電暴源頭非常困難。“快速射電暴信號(hào)在傳播過(guò)程中，會(huì)受到周邊星際介質(zhì)的影響。我們能夠通過(guò)分析快速射電暴的偏振等特征限制它的輻射機(jī)制，推測(cè)它所穿過(guò)的介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電子數(shù)密度等信息。”論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)FAST（“中國(guó)天眼”）首席科學(xué)家李菂研究員表示。
利用射電望遠(yuǎn)鏡“中國(guó)天眼”和美國(guó)綠岸射電天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)一組重復(fù)快速射電暴脈沖的偏振特征進(jìn)行系統(tǒng)分析后，馮毅等人發(fā)現(xiàn)，樣本集中的重復(fù)快速射電暴都呈現(xiàn)出低頻線偏振度低、高頻線偏振度高的特征。這種特殊的頻率演化關(guān)系說(shuō)明，樣本集中的快速射電暴暴源所處的環(huán)境很復(fù)雜，具有很強(qiáng)的磁場(chǎng)和很高的電子數(shù)密度，和超新星遺跡、脈沖星風(fēng)云的環(huán)境特征相吻合。也就是說(shuō)，這些快速射電暴極有可能處在超新星遺跡、脈沖星風(fēng)云等環(huán)境中。
重復(fù)暴的線偏振度存在隨頻率降低而降低的統(tǒng)一趨勢(shì)，并且這種頻率演化關(guān)系可以通過(guò)單一參數(shù)“RM彌散（σRM）”量化描述。這排除了通道內(nèi)混淆、基于輻射區(qū)磁層高度變化的脈沖星偏振內(nèi)稟頻率演化模型等其他解釋。
基于此，李菂團(tuán)隊(duì)與云南大學(xué)楊元培教授、美國(guó)普林斯頓大學(xué)魯文賓博士、美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)張冰教授等人合作，構(gòu)建了基于多路徑散射的介質(zhì)模型，可以進(jìn)一步約束輻射區(qū)的空間尺度、密度漲落、磁場(chǎng)構(gòu)型等重要物理性質(zhì)。
李菂表示，這項(xiàng)工作充分結(jié)合了FAST靈敏度高的優(yōu)勢(shì)和這一國(guó)際熱點(diǎn)前沿的豐富觀測(cè)資源，為構(gòu)建完整的FRB起源模型提供了重要的觀測(cè)基礎(chǔ)。FAST的持續(xù)深度監(jiān)測(cè)結(jié)合其他先進(jìn)設(shè)備，有望在未來(lái)2~3年回答關(guān)于FRB起源的一系列關(guān)鍵問(wèn)題。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/science.abl7759
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2022-03-18 第1版 要聞)標(biāo)簽：
